RUST 学习日记 第13课 ——字符串(一)

RUST 学习日记 第13课 ——字符串（一）

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0x00 回顾与开篇

上节课讲解了切片（Slice）、数组（Array）、向量(Vector)的区别。看到好多同学给我反馈，说可能有点儿晦涩难懂。那我在这里给你们吃一颗定心丸，你们可以先只了解有切片这个定义就可以了。这节课继续讲解一种重要数据类型——字符串（String）。可以这么说，在所有的程序中，大约有80%的代码都是与字符串有关系，所以它很重要。

也许，了解Rust的字符串，你只看这篇文章就够了。

0x01 字符串的定义

在Rust中有两种字符串类型：

• &str：原始的字符串类型str（发音：/stɜːr/），常被叫做字符串切片，它通常以不可变借用的形式出现，即&str。它是一种固定长度的字符串，不能随意更改其长度。咱们经常写的字符串字面量就是&str类型。
• String：这种字符串类型是一种可变长度的字符串，可以随意更改它的长度。String其实就是一个结构体，它里面封装了向量类型。这也很好理解它为什么是可变的了吧。下面是String在源码中的定义:

image

0x02 字符串字面量（&str）

在第7课已经提到过字面量了，这里单独讲下字符串字面量。字符串字面量它就是&str类型。

示例代码如下：

    // 未声明类型
    let hello1 = "hello study rust!";
    // 声明类型
    let hello2: &str = "hello study rust!";
    println!("hello1 = {}", hello1);
    println!("hello2 = {}", hello2);

转义

在字符串字面量中，英文双引号需要通过\转义。

示例代码如下：

    let hello3 = "I bought a book called \"Rust\"";
    println!("hello3 = {}", hello3);

代码运行结果：

I bought a book called "Rust"

换行符

如果定义的字符串比较长，通常在代码中习惯性的加上换行符，那么也会将换行符输出。但是通常，咱们换行只是为了代码美观，这时如果在需要换行的地方以\结尾，则会忽略当前行的换行符和下一行的开头空白符。

示例代码如下：

// 换行
    let hello4 = "My name is Betty, 18 years old. I like play piano very much and was awarded
    of a numbers of prizes for that.";
    println!("hello4 = {}", hello4);

    // 忽略换行符
    let hello5 = "My name is Betty, 18 years old. I like play piano very much and was awarded \
    of a numbers of prizes for that.";
    println!("hello5 = {}", hello5);

代码运行结果：

hello4 = My name is Betty, 18 years old. I like play piano very much and was awarded
    of a numbers of prizes for that.
hello5 = My name is Betty, 18 years old. I like play piano very much and was awarded of a numbers of prizes for that.

原始字符串（Raw String）

有的时候是不是感觉转义其实是一个很烦的事情，尤其是在输入windows文件路径的时候。别着急，Rust提供了一种Raw String类型，字面翻译是未经处理的字符串，原始字符串。

Raw String定义：Raw String以小写字面r为标记，其中的所有反斜杠和空白符都会原样的包含在字符串中，转义符在其中无效。如果原始字符串中包含英文引号，则需要在字符串的开头和结尾添加#号标记。（#号数量可自己定义，但是开头和结尾的数量一定要相等。）

示例代码如下：

// 测试转义
    let raw_str = r"D:\study_rust\013\string";
    println!("raw_str = {}", raw_str);

    // 测试引号
    let raw_str_ref = r##"测试引号"英文引号",英文引号会原样输出！！"##;
    println!("raw_str_ref = {}", raw_str_ref);

代码运行结果：

raw_str = D:\study_rust\013\string
raw_str_ref = 测试引号"英文引号",会原样输出！！

字节字符串 （Byte String）

字节字符串就是前缀带有b的字符串字面量，类似于在第7课中字节字符。字节字符串的是u8值（字节）的切片，只能帮韩ASCII字符和\xHH转义序列，其不能包含任何Unicode字符。

PS：它不支持在后面将要介绍的所有字符串的方法，其最像字符串的地方就是它的语法了。但是它支持上面介绍的跨行，转义，原始字节字符串。其中，原始字节字符串以br开头。

示例代码如下：

    // 字节字符串
    let byte_str = b"a byte string!";
    println!("byte_str = {:#?}", byte_str);

    // 原始字节字符串
    let raw_byte_str = br#"it is a "raw byte string"."#;
    println!("raw_str_ref = {:#?}", raw_byte_str);

代码运行结果：

byte_str = [97, 32, 98, 121, 116, 101, 32, 115, 116, 114, 105, 110, 103, 33]
raw_str_ref = [105, 116, 32, 105, 115, 32, 97, 32, 34, 114, 97, 119, 32, 98, 121, 116, 101, 32, 115, 116, 114, 105, 110, 103, 34, 46]

看到上面的运行结果了吗？没错不要惊讶，其实它实际上就是&[u8;N]——哈哈，这不就是上节课介绍的切片引用吗。byte_str就是包含14个字节的数组的切片引用。

0x03 可变长度字符串（String）

前面提到过，String类似于Vec<T>，其本质就是一个字段为Vec<u8>类型的结构体。每个String都有在堆上分配的缓冲区，不跟其它的String共享。当String变量超出作用域后其缓冲区会自动释放，除非String的所有权发生转移（有关所有权的知识点在后续章节介绍）。当然String它在栈上也是由3部分组成，分别是指向堆上的字节序列的指针、记录堆上字节序列的长度、在堆上分配的容量。

创建字符串

创建字符串的常见的方式有三种：

1、使用String::new创建空的字符串。

let empty_string = String::new();

2、使用String::from通过字符串字面量创建字符串。实际上复制了一个新的字符串。

let rust_str = "rust";
let rust_string = String::from(rust_str);

• 为什么是说它是复制了一个新的字符串呢？

as_ptr()方法可以打印rust_str和rust_string指向堆的内存地址。

示例代码如下：

println!("rust_str 字面量指向的地址 {:?}", rust_str.as_ptr());
println!("rust_string 指向的地址 {:?}", &rust_string.as_ptr());

代码运行结果（注：内存地址每次运行可能都不一致）：

rust_str 字面量指向的地址 0x7ff61cac08a8
rust_string 指向的地址 0x164c4c7aa00

结果就是不一样，他们指向堆的地址是两个不同的地址。也就是说，在堆上有两个地方保存了rust这个字符串。下节课会更详细的讲解String在内存的表现形式。

3、使用字符串字面量的to_string将字符串字面量转换为字符串。实际上复制了一个新的字符串。

let s1 = "rust_to_string";
let s2 = s1.to_string();

to_string()实际上是封装了String::from()，如下图源码：

image

这也间接解释了to_string()为什么也是在堆上复制了一个新的字符串了。

PS：to_string()最早支持的版本是1.9.0。

0x06 小结

如果你对C++比较熟悉，那么你肯定知道在C++中存在两种字符串类型，那么在Rust中也有类似的两种字符串类型，本节简单介绍了String和&str的这两种类型的概念。简单介绍了String的三种创建方式和String字符串在内存的形式如同向量一样。是不是感觉还不是很懂，还是有点儿“懵”。它们到底是怎么保存的呢？String既然封装了向量类型，那么它跟向量类型又存在什么区别呢？下节课详细讲解字符串在内存中的表现形式。带你彻底搞懂String和&str。

0x7 本节源码

013 · StudyRust - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

下节预告——字符串（二）。