如何在 Rust 中修改向量的元素？

Question

我正在尝试将一个对Vec（切片）的不可变引用传递给一个函数，该函数将用递增的值填充Vec，然后再次迭代它们，用零替换其中的一些值。 （埃拉托色尼筛法）。

我认为向量应该是不可变的（向量的数据类型和大小不会改变）但向量的内容应该是可变的（对整数的引用。）

这被证明是一项艰巨的任务。我读过关于可变性和借用的文章，我觉得我对此有很好的理解。我也对 C 中的引用、解除引用、指针等如何工作有一个粗略的了解，但我认为我正在努力使用 Rust 的语法来实现这一点。

我是不是想错了？在 Rust 中，创建一个（可能很大的）Vec 的副本，对其进行操作并返回它是不是更惯用？

这是我目前的代码（无法编译，很多错误）：

#![feature(iterator_step_by)]

pub fn nth(n: usize) {
    let size: usize = (2 as f64 * n as f64 * (n as f64).ln()) as usize;
    // Set an upper bound for seiving.
    let size_sqrt: usize = (size as f64).sqrt().ceil() as usize;
    let nums: Vec<&mut usize> = Vec::with_capacity(size);
    sieve(nums, &size, &size_sqrt);
}

fn sieve(nums: [&mut usize], size: &usize, size_sqrt: &usize) {
    for i in 0..*size {
        nums[i] = i;
    }
    for num in nums {
        if num < 2 {
            continue;
        } else if num > *size_sqrt {
            break;
        }
        for x in (num.pow(2)..size).step_by(*num) {
            nums[x] = 0;
        }
    }
}

Answer 1

我的想法是向量是不可变的（向量的数据类型和大小永远不会改变）但是向量的内容应该是对整数的可变引用。或者它们应该是整数本身的实际值（而不是引用）？

引用（&'a T 和 &'a mut T）只能引用由另一个值拥有的值。引用不能拥有他们的引用。

如果您希望有一个函数对集合中的某些不一定连续的整数进行操作，那么构建一个整数引用向量可能是一个好主意。但是，根据您的代码示例，情况似乎并非如此；向量拥有整数会更加简单和容易。这意味着向量本身需要是可变的。但是，如果您想确保函数不会尝试更改向量的大小，则该函数可以接受整数的可变切片&mut [usize]，而不是对向量的可变引用 (&mut Vec<usize>)。

在 Rust 中，创建一个可能很大的 Vec 的副本，对其进行操作并返回它是不是更惯用？

这取决于你之后是否需要再次使用原来的Vec。如果你不这样做，那么就地改变Vec 会更有效。如果您只需要在某些情况下保留原始的Vec 而在其他情况下不需要，您始终可以事先将clone() Vec 保留。如果您确实每次都需要原始的Vec，那么返回一个新的Vec 可能会更有效，特别是如果您可以使用collect 从迭代器中填充它，因为这将尝试提前分配正确的大小时间并且只分配Vec中的每个值一次。

---

考虑到这一切，这就是我将如何编写您的代码。请注意，我必须将sieve 中的主循环更改为不直接迭代nums，因为这会导致借用冲突——for 循环需要在nums 上借用，但赋值nums[x] 会还尝试在另一个借用处于活动状态时在 nums 上进行可变借用。我还将&usize 参数更改为usize，因为对原始整数等小型可复制类型使用引用没有任何好处（实际上，它可能会稍微慢一些）。

#![feature(iterator_step_by)]

pub fn nth(n: usize) {
    let size: usize = (2.0 * n as f64 * (n as f64).ln()) as usize;
    // Set an upper bound for seiving.
    let size_sqrt: usize = (size as f64).sqrt().ceil() as usize;
    let mut nums: Vec<usize> = vec![0; size];
    sieve(&mut nums, size, size_sqrt);
}

fn sieve(nums: &mut [usize], size: usize, size_sqrt: usize) {
    for i in 0..size {
        nums[i] = i;
    }

    for i in 0..size {
        let num = nums[i];
        if num < 2 {
            continue;
        }

        if num > size_sqrt {
            break;
        }

        for x in (num.pow(2)..size).step_by(num) {
            nums[x] = 0;
        }
    }
}