English Original

5. 数据结构与集合 🟢

你将学到：

• Rust 元组与解构赋值 vs Python
• 数组 (Arrays) 与切片 (Slices) —— 固定长度 vs 借用视图
• 结构体 (Structs)：Rust 替代对象类的核心手段
• 动态数组 Vec<T> (list) 与 哈希表 HashMap<K, V> (dict)
• 从 Python 的“魔术方法”到 Rust Trait 的映射

元组与解构

Python 元组

point = (3.0, 4.0)
x, y = point  # 解包 (Unpacking)

Rust 元组

#![allow(unused)]
fn main() {
let point: (f64, f64) = (3.0, 4.0);
let (x, y) = point; // 解构 (Destructuring)

// 通过索引访问 (使用 .0, .1)
let first = point.0;
}

数组与切片

Rust 严格区分拥有数据和查看数据。

1. 数组 (Array)

#![allow(unused)]
fn main() {
let numbers: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5]; // 长度是类型的一部分，固定不变
}

2. 切片 (Slice)

在 Python 中，data[1:4] 会创建一个副本。在 Rust 中，&data[1..4] 创建一个视图（零成本，无拷贝，无内存分配）。

#![allow(unused)]
fn main() {
let data = [10, 20, 30, 40, 50];
let slice: &[i32] = &data[1..4]; // [20, 30, 40] — 只是引用，不是拷贝
}

结构体 (Structs) vs 类 (Classes)

Rust 没有类和继承，而是使用结构体存数据，使用 impl 块定义方法。

Python 类 (数据 + 方法)

@dataclass
class Rectangle:
    width: float
    height: float
    def area(self): return self.width * self.height

Rust 结构体 (Data + impl)

#![allow(unused)]
fn main() {
struct Rectangle {
    width: f64,
    height: f64,
}

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> f64 {
        self.width * self.height
    }
}
}

关键映射：魔术方法 → Traits

常用集合

1. Vec (对应 Python 的 list)

#![allow(unused)]
fn main() {
let mut nums = vec![1, 2, 3];
nums.push(4);             // 对应 append
let last = nums.pop();    // 返回 Option (对应 pop)
let len = nums.len();     // 对应 len()
}

2. HashMap<K, V> (对应 Python 的 dict)

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::collections::HashMap;

let mut scores = HashMap::new();
scores.insert("Alice", 100);

// Entry API (等效于 defaultdict 或 setdefault)
*scores.entry("Bob").or_insert(0) += 10;
}

练习

use std::collections::HashMap;

fn word_frequencies(text: &str) -> HashMap<String, usize> {
    let mut counts = HashMap::new();
    for word in text.split_whitespace() {
        let key = word.to_lowercase();
        *counts.entry(key).or_insert(0) += 1;
    }
    counts
}

fn main() {
    let text = "the quick brown fox jumps over the lazy fox";
    let freq = word_frequencies(text);
    println!("{:?}", freq);
}