Rust iterator 迭代器

程序中，迭代器负责遍历每一个项。Rust的迭代器是惰性的，仅当调用迭代器的方法时才生效。

介绍

• Rust 中所有的迭代器都实现了 iterator trait，其中 iterator trait 定义在标准库，定义如下：

pub trait Iterator {
    type Item;

    fn next(&mut self) -> Option(Self::Item);

    // ...
}

说明：

• 实现 Iterator trait 需要定义一个 Item 类型，它用于 next 方法的返回类型
• Iterator trait 需要实现 next 方法，next 方法如下：
  • 每次调用返回迭代器中的一项
  • 返回结果放在 Some 里
  • 迭代器结束，返回 None
• 可以直接在迭代器上调用 next 方法
• 消耗迭代器的方法：标准库中，Iterator trait 有一些带默认实现的方法，一些会调用 next，即为消耗性迭代器
  • 如：let x = vec![1, 2, 3]; let total:i32 = x.iter().sum();
• 迭代器适配器：把迭代器转换为不同类型的迭代方法
• Rust 中迭代器通过 零开销抽象（Zero-Cost Abstraction） 在抽象时不会引起额外的运行时开销

示例

fn main() {
  let x = vec![1, 2, 3];
  let mut x_iter = x.iter();  // next 时改变当前位置

  // for i in x_iter {
  //     println!("{}", i);
  // }

  assert_eq!(x_iter.next(), Some(&1));
  assert_eq!(x_iter.next(), Some(&2));

  let x: Vec<i32> = vec![1, 2, 3];
  let y: Vec<_> = x.iter().map(|x| x+1).collect();
  println!("x: {:?}, y:{:?}", x, y);  // x: [1, 2, 3], y:[2, 3, 4]
}
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说明：

• map 方法接收一个闭包，对所有值加一，并产生一个新的迭代器
• collect 方法是消耗性迭代器，把结果收集到一个集合类型中
• 上述示例采用了链式调用，可读性高

几种迭代方法

• iter：在不可变引用上创建迭代器
• into_iter：创建的迭代器会获得所有权
• iter_mut：迭代可变的引用

使用闭包捕获环境

filter() 迭代器

• 接收一个闭包：遍历迭代器的每一个元素，返回 bool 类型
  • true：当前元素会包含在 filter 产生的迭代器中
  • false：当前元素不会包含在 filter 产生的迭代器中

自定义迭代器

使用 Iterator trait 创建自定义迭代器需要实现 next 方法

struct Counter {
  count: u32,
}

impl Counter {
  fn new() -> Counter {
      Counter { count: 0 }
  }
}

impl Iterator for Counter {
  type Item = u32;

  fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
      self.count += 1;
      Some(self.count)
  }
}

#[test]
fn test_counter() {
  let mut c = Counter::new();

  assert_eq!(c.next(), Some(1));
  assert_eq!(c.next(), Some(2));
  assert_eq!(c.next(), Some(3));
}
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