详解Rust字符串用法

在Rust中，字符串是一个非常重要的基础类型，它与其他语言中的字符串有所不同，因为Rust对字符串的内存管理非常严格，注重性能和安全性。Rust提供了几种不同类型的字符串，最常见的有String和&str。下面详细介绍一下字符串的各种用法。

字符串类型

Rust主要有两种类型的字符串:String和&str。

String是一个可变的堆分配的字符串类型，存储在堆上允许动态增长。String可以通过push等方法修改内容，因此它是一个可变类型。由于是堆分配的，它会自动管理内存，并且会在超出作用域时释放。

fn main() {let mut s = String::from("Hello");s.push_str(", World!"); // 拼接字符串println!("{}", s); // 输出 "Hello, World!"
}

&str是一个不可变的字符串切片(slice)，它通常引用某个字符串的片段，或者作为函数的参数来传递。&str是一个借用(borrowed)类型，因此它是一个不可变类型。
它可以指向存储在静态内存(如字符串字面量)或者堆上的数据(如 String 的一部分)。

fn main() {let s: &str = "Hello, World!";println!("{}", s); 
}

&str字符串字面量通常存储在静态内存中是不可变的。String 类型存储在堆上支持动态增长和修改。

字符串的基本操作

1.创建字符串

fn main() {let s1 = String::from("Hello");//to_string()是&str类型的一个方法，返回一个String类型的字符串  let s2 = "world".to_string();println!("{}, {}", s1, s2);
}

2.拼接字符串
拼接字符串时可以使用push_str或+运算符。push_str()可以将一个&str字符串追加到String的末尾。+运算符可以将一个String和一个&str拼接，返回新的String。

fn main() {let mut s1 = String::from("Hello");let s2 = " world";s1.push_str(s2); println!("{}", s1);let s3 = String::from("Rust");let s4 = " is great!";//使用+运算符时，s3的所有权会被转移给result，因此s3在拼接后不再有效let result = s3 + s4; println!("{}", result); 
}

3.访问和切片字符串
由于Rust的字符串是UTF-8编码的，所以切片时要确保切割的边界是有效的字符边界。

fn main() {let s = String::from("Hello, world!");let hello = &s[0..5]; // 字符串切片 hello 前五个字符  println!("{}", hello); let world = &s[7..12]; //切片从索引 7 到 12(不包括 12)println!("{}", world); //输出 "world"
}

4.字符串遍历
Rust字符串的迭代是基于字符(而不是字节)进行的。

fn main() {let s = String::from("Hello");for c in s.chars() {println!("{}", c); // 输出每个字符}
}

5.查找子串

fn main() {let s = String::from("Hello, world!");//find() 返回一个 Option<usize>，表示子串在字符串中的位置  let index = s.find("world").unwrap(); // 返回子串的起始位置println!("Found 'world' at index: {}", index); 
}

6.字符和字节处理
Rust的String类型和&str类型都遵循UTF-8编码，因此处理多字节字符时需要小心。

fn main() {let s = "你好，世界！"; //bytes() 方法返回字节迭代器，可以用于逐个访问 UTF-8 编码的字节for b in s.bytes() {println!("{}", b); // 输出每个字节的值}
}

7.字符串的内存管理
Rust的String类型自动管理内存。它会在超出作用域时自动释放内存，但它也允许你手动控制内存的分配和释放。

fn main() {let s = String::from("Hello");println!("{}", s); 
} // 在这里s会被自动释放

8.字符串比较

fn main() {//Rust中支持对String和&str进行直接比较(基于字面值的相等性比较)  let s1 = String::from("Hello");let s2 = "Hello";if s1 == s2 {println!("Strings are equal");} else {println!("Strings are different");}
}

9.插入操作

//由于字符串插入操作要修改原来的字符串，则该字符串必须是可变的，需要定义mut属性
fn main() {let mut s = String::from("Hello rust!");s.insert(5, ',');println!("插入字符 insert() -> {}", s);s.insert_str(6, " I like");println!("插入字符串 insert_str() -> {}", s);
}

10.替换操作

//1.replace方法 该方法是返回一个新的字符串，而不是操作原来的字符串。  
fn main() {let string_replace = String::from("I like rust. Learning rust is my favorite!");let new_string_replace = string_replace.replace("rust", "RUST");dbg!(new_string_replace);
}
//2.replacen方法该方法是返回一个新的字符串，而不是操作原来的字符串  
fn main() {let string_replace = "I like rust. Learning rust is my favorite!";let new_string_replacen = string_replace.replacen("rust", "RUST", 1);dbg!(new_string_replacen);
}
//3.replace_range 该方法是直接操作原来的字符串  替换指定范围内的字符串  
fn main() {let mut string_replace_range = String::from("I like rust!");string_replace_range.replace_range(7..8, "R");dbg!(string_replace_range);
}

使用场景分析:
使用replace

• 当你需要替换所有匹配的子串时。
• 适用于替换的次数未知或替换所有出现的场景。
• 当你希望保留原始字符串不变时，因为replace返回新的字符串。

使用replacen

• 当你只想替换指定次数的匹配时。
• 比如在某些情况下，替换多个匹配但不希望替换全部时。它能避免不必要的替换操作，从而提高性能。

使用replace_range

• 当你知道要替换的具体位置(即索引范围)时。
• 用于修改字符串中的特定位置，而不是匹配某个子串。
• 适用于处理特定位置的字符(例如在某个位置插入或替换部分内容)。

11.删除操作

//1.pop删除并返回字符串的最后一个字符  该方法是直接操作原来的字符串  
fn main() {let mut string_pop = String::from("rust pop 中文!");let p1 = string_pop.pop();let p2 = string_pop.pop();
}
//2.remove 删除并返回字符串中指定位置的字符  该方法是直接操作原来的字符串  
//如果参数所给的位置不是合法的字符边界，则会发生错误
n main() {let mut string_remove = String::from("测试remove方法");// 删除第一个汉字string_remove.remove(0);dbg!(string_remove);
}
//3.truncate删除字符串中从指定位置开始到结尾的全部字符  该方法是直接操作原来的字符串
fn main() {let mut string_truncate = String::from("测试truncate");string_truncate.truncate(3);dbg!(string_truncate);
}
//4.clear清空字符串 该方法是直接操作原来的字符串
fn main() {let mut string_clear = String::from("string clear");string_clear.clear();dbg!(string_clear);
}

12.使用 format! 连接字符串

//format! 这种方式适用于 String 和 &str
fn main() {let s1 = "hello";let s2 = String::from("rust");let s = format!("{} {}!", s1, s2);println!("{}", s);
}

13.字符串转义
可以通过转义的方式\输出ASCII和Unicode字符

fn main() {// 通过 \ + 字符的十六进制表示，转义输出一个字符let byte_escape = "I'm writing \x52\x75\x73\x74!";// \u 可以输出一个 unicode 字符let unicode_codepoint = "\u{211D}";let character_name = "\"DOUBLE-STRUCK CAPITAL R\"";//不转义字符串的调用方法let raw_str = r"Escapes don't work here: \x3F \u{211D}";println!("{}", raw_str);//如果字符串包含双引号，可以在开头和结尾加 #let quotes = r#"And then I said: "There is no escape!""#;println!("{}", quotes);//如果字符串中包含 # 号，可以在开头和结尾加多个 # 号，最多加255个，只需保证与字符串中连续 # 号的个数不超过开头和结尾的#号的个数即可let longer_delimiter = r###"A string with "# in it. And even "##!"###;
}

Rust字符串是以UTF-8编码存储的，这意味着每个字符的大小可能不同。操作字符串时需要确保它是有效的Unicode字符集。String类型的内存是堆分配的，所以尽量避免频繁的分配和复制。如果需要修改大量数据，考虑使用String。
总的来说，Rust 的字符串处理非常灵活，支持多种方式进行字符串操作，特别是在内存安全和性能上做了很多优化。String是堆上分配的可变字符串，而&str是不可变的切片类型。Rust提供了丰富的字符串操作方法，既支持常见的拼接、切片和遍历，也处理了 Unicode 和字节级别的字符串操作。