Day 6 Vec、HashMap 與疊代器

17th鐵人賽

gen96

2025-09-20 12:00:35

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今天這篇文章，我將介紹Rust中兩個相當有用的資料結構：Vec以及HashMap，Vec可以用來儲存一組數字或是用戶的資訊，而HashMap可以在常數時間複雜度內，快速查詢儲存在其中的內容。

另外，還要傳授如何使用疊代器優雅處理內容。

Vec

Vec是Rust常見的資料結構之一，可以把Vec想像成一個清單，可以不斷的將內容插入其中。

用一個範例，讓大家熟悉Vec吧。

範例

如何建立一個Vec，有三種方式：

fn main() {
    // 第一種，建立空Vec，之後加入內容
    let mut shopping_list: Vec<&str> = Vec::new();
    shopping_list.push("蛋糕");
    shopping_list.push("小餅乾");
    
    // 第二種，使用Vec!，儲存設定的內容
    let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    
    // 第三種，使用Vec!，儲存重複的內容
    // 底下的方式可以建立用10個0的Vec，這樣就不用打一堆0
    let zeros = vec![0; 10];
    
    // 顯示Vec的內容
    println!("購物清單：{:?}", shopping_list);
    println!("數字：{:?}", numbers);
    println!("十個零：{:?}", zeros);
}

使用時機

有順序的內容：當順序很重要的時候（例如：排行榜）
資料量有可能變動時，例如：隨時可能要加入一筆資料，導致無法確定長度。

安全取得Vec其中一筆資料的方式

fn main() {
    let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    
    // 危險的方式，如果超過範圍會發生panic（程式錯誤，終止）
    println!("{:?}",numbers[1]);
    
    // 安全的方式，嘗試取得範圍外的內容，會顯示超出陣列範圍，然後繼續執行後面的程式
    if let Some(value) = numbers.get(1) {
	    println!("取得Vec元素: {}", value);
    } else {
	    println!("超出陣列範圍");
    }
}

HashMap

HashMap就像是一本字典，可以快速在字典裡根據詞（HashMap的Key）找到對應的解釋（HashMap的Key對應的內容）。

接下來，開始建立第一個HashMap吧。

範例

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    // 第一個方法：各別插入
    let mut scores = HashMap::new();
    scores.insert("Alan", 10);
    scores.insert("Dan", 9);
    println!("分數表：{:?}", scores);
    
    // 第二個方法：直接建立
    let config = HashMap::from([
        ("host", "localhost"),
        ("port", "8080"),
    ]);
    println!("設定：{:?}", config);
}

使用時機

快速查詢：可以使用O(1)查詢HashMap其中的內容
去除重複的資料：重複插入相同鍵值時，只留下最後的資料

疊代器

疊代器用來處理數據，就像是工廠的流水線，將送來的東西一個個做相同的處理。

Map

Map可以把每個元素轉換成你希望的模樣。

下面是Map搭配Vec的使用教學，將未稅的甜甜價轉換成含稅的價格：

fn main() {
    let prices = vec![100, 200, 300];
    let with_tax: Vec<f64> = prices
        .iter()// 使用疊代器
        .map(|price| *price as f64 * 1.05) // 從prices取得實際的數值後，轉換成f64，再乘1.05
        .collect();// 啟動計算，並將計算後的數值收集起來
    println!("含稅價格：{:?}", with_tax);
}

什麼時候可以使用Map

當需要更改某些數據的資料格式時，例如：把字串轉換成數字
需要對數字進行操作時，例如：計算折扣價、含稅價
其他需要對全部的元素做統一的處理時

Filter

Filter就像一個篩子，只允許滿足特定條件的元素通過。

底下是一個購物網站中的篩選範例，我們將進行篩選後，顯示符合條件的商品：

#[derive(Debug)]
struct Product {
    name: String,
    price: i32,
    in_stock: bool,
}

fn main() {
    let products = vec![
        Product { name: "筆電".to_string(), price: 30000, in_stock: true },
        Product { name: "滑鼠".to_string(), price: 1000, in_stock: false },
        Product { name: "鍵盤".to_string(), price: 2000, in_stock: true },
        Product { name: "螢幕".to_string(), price: 8000, in_stock: true },
    ];
    
    // 顯示有庫存(in_stock是true)並且價格小於10000的商品
    let filter_result: Vec<&Product> = products
        .iter()
        .filter(|p| p.in_stock && p.price < 10000)
        .collect();
    
    println!("符合條件的商品：");
    for product in filter_result {
        println!("  - {} : (${:})", product.name, product.price);
    }
}