如何在迭代集合的同时修改集合？

Question

我有一个Board（又名&mut Vec<Vec<Cell>>），我想在迭代它时对其进行更新。我要更新的新值来自一个函数，该函数需要 &Vec<Vec<Cell>> 到我正在更新的集合。

我已经尝试了几件事：

1. 使用board.iter_mut().enumerate() 和row.iter_mut().enumerate() 以便我可以更新最内层循环中的cell。 Rust 不允许调用 next_gen 函数，因为它需要 &Vec<Vec<Cell>> 并且当你已经有一个可变引用时你不能有一个不可变引用。

2. 将next_gen 函数签名更改为接受&mut Vec<Vec<Cell>>。 Rust 不允许对一个对象进行多个可变引用。

我目前将所有更新推迟到 HashMap，然后在我执行完迭代后应用它们：

fn step(board: &mut Board) {
    let mut cells_to_update: HashMap<(usize, usize), Cell> = HashMap::new();
    for (row_index, row) in board.iter().enumerate() {
        for (column_index, cell) in row.iter().enumerate() {
            let cell_next = next_gen((row_index, column_index), &board);
            if *cell != cell_next {
                cells_to_update.insert((row_index, column_index), cell_next);
            }
        }
    }

    println!("To Update: {:?}", cells_to_update);
    for ((row_index, column_index), cell) in cells_to_update {
        board[row_index][column_index] = cell;
    }
}

Full source

有没有办法让这段代码“就地”更新board，即在最内层循环内，同时仍然能够在最内层循环内调用next_gen？

免责声明：

我正在学习 Rust，我知道这不是最好的方法。我在玩，看看我能做什么，不能做什么。我也试图限制任何复制以限制自己一点。作为oli_obk - ker mentions, this implementation for Conway's Game of Life is flawed。

这段代码旨在衡量几件事：

1. 如果这是可能的
2. 如果是惯用的 Rust

根据我在 cmets 中收集到的信息，std::cell::Cell 是可能的。但是，使用 std:cell:Cell 会绕过一些核心 Rust 原则，我在原始问题中将其描述为我的“困境”。

Answer 1

有没有办法让这段代码“就地”更新板子？

有一种专门为此类情况而设计的类型。巧合的是，它被称为std::cell::Cell。您可以更改 Cell 的内容，即使它已被多次不可变地借用。 Cell 仅限于实现Copy 的类型（对于其他类型，您必须使用RefCell，如果涉及多个线程，那么您必须将Arc 与Mutex 之类的东西结合使用）。

use std::cell::Cell;

fn main() {
    let board = vec![Cell::new(0), Cell::new(1), Cell::new(2)];

    for a in board.iter() {
        for b in board.iter() {
            a.set(a.get() + b.get());
        }
    }
    println!("{:?}", board);
}

Answer 2

这完全取决于您的next_gen 函数。假设我们除了签名之外对函数一无所知，最简单的方法是使用索引：

fn step(board: &mut Board) {
    for row_index in 0..board.len() {
        for column_index in 0..board[row_index].len() {
            let cell_next = next_gen((row_index, column_index), &board);
            if board[row_index][column_index] != cell_next {
                board[row_index][column_index] = cell_next;
            }
        }
    }
}

如果有更多关于next_gen 的信息，可能会有不同的解决方案，但对我来说这听起来很像元胞自动机，据我所知，如果不更改Board 的类型。

您可能担心索引解决方案的效率会低于迭代器解决方案，但您应该相信 LLVM。如果您的 next_gen 函数在另一个 crate 中，您应该将其标记为 #[inline] 以便 LLVM 也可以对其进行优化（如果所有内容都在一个 crate 中，则没有必要）。

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不是回答你的问题，而是回答你的问题：

由于您正在实施 Conway 的生命游戏，因此您无法就地进行修改。想象以下模式：

00000
00100
00100
00100
00000

如果您更新第 2 行，它将将该行中的 1 更改为 0，因为它附近只有两个 1s。这将导致中间的1 只看到两个1s，而不是一开始的三个。因此，您总是需要复制整个Board，或者像您在代码中所做的那样，将所有更改写入其他位置，然后在遍历整个板后将它们拼接起来。