Rust语言切片与字符串切片详解

在 Rust 中，切片（slice）和字符串切片（string slice）是两种重要的引用类型，用于高效、安全地访问数据的一部分。以下是详细解释：

一、切片类型（Slice Type）

1. 定义
   切片（Slice）是对一个集合（如数组、Vec等）中连续元素的引用，它允许你引用集合的一部分，而无需拷贝整个集合。切片是动态大小的类型（DST），通常以引用的形式存在（&[T]）。
2. 语法与特性

• 类型表示为 &[T]（不可变）或 &mut [T]（可变）。
• 包含两个信息：指向数据的指针和长度（元素数量）。
• 通过范围语法（如 start..end）创建，范围是左闭右开的（[start, end)）。
• 示例：

let arr = [1, 2, 3, 4, 5];
let slice = &arr[1..4]; // 引用第2到第4个元素：[2, 3, 4]

1. 用途

• 高效访问数据的子集（无需拷贝）。
• 作为函数参数，接收任意长度的连续数据。

二、字符串切片类型（String Slice）

1. 定义
   字符串切片（&str）是对 UTF-8 编码字符串数据的不可变引用，通常指向 String 或字符串字面量（如 "hello"）。
2. 语法与特性

• 类型表示为 &str（不可变）。
• 直接指向字符串的内存地址和长度。
• 必须保证有效性：所有字符均为合法 UTF-8，否则编译错误。
• 示例：

let s = String::from("hello");
let slice = &s[0..2]; // 引用前两个字节："he"

// 字符串字面量本身就是 &str
let literal: &str = "world";

1. 用途

• 高效读取字符串的某部分（如子字符串）。
• 作为函数参数，灵活接收 String 或字面量（更推荐 &str 而非 &String）。

三、关键区别

四、为什么需要切片？

1. 安全性

• 切片会检查范围有效性，避免越界访问。
• 字符串切片保证 UTF-8 合法性。

2. 高效性

• 无需拷贝数据，减少内存开销。

3. 灵活性

• 函数可接受任意长度的切片参数（如 fn sum(slice: &[i32]) -> i32）。

五、示例对比

// 普通切片
let numbers = [10, 20, 30, 40];
let num_slice = &numbers[1..3]; // [20, 30]

// 字符串切片
let s = String::from("hello");
let str_slice = &s[0..2]; // "he"
let literal_slice = "rust"; // 类型为 &str

通过切片和字符串切片，Rust 在保证内存安全的同时，提供了高效灵活的数据访问方式。