Rust 语言中的 for 循环：迭代器遍历数组与范围
在 Rust 语言中，`for` 循环是一种强大的控制流结构，它允许开发者以简洁的方式遍历集合中的元素。Rust 的迭代器（Iterator）机制是其核心特性之一，它使得遍历数据结构变得非常灵活和高效。本文将深入探讨 Rust 中的 `for` 循环，特别是如何使用迭代器来遍历数组和范围。
Rust 的迭代器模式是一种设计模式，它允许你以统一的方式遍历各种数据结构，如数组、向量、字符串、文件等。迭代器本身是一个抽象的概念，它代表了一个可以遍历的序列。Rust 中的迭代器是惰性的，这意味着它们不会立即执行遍历操作，而是在需要时才进行。
for 循环基础
在 Rust 中，`for` 循环可以用来遍历任何实现了 `IntoIterator` 或 `Iterator` 特质的类型。`IntoIterator` 是一个转换特质，它允许将任何类型转换为迭代器。`Iterator` 是一个更通用的特质，它定义了迭代器必须实现的方法。
rust
fn main() {
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
for number in numbers.iter() {
println!("{}", number);
}
}
在上面的代码中，我们创建了一个数组 `numbers`，然后使用 `.iter()` 方法将其转换为迭代器。`.iter()` 方法返回一个实现了 `Iterator` 特质的迭代器，它遍历数组中的每个元素。
遍历数组
遍历数组是 `for` 循环最常见的使用场景之一。Rust 提供了多种方法来创建数组的迭代器：
- `.iter()`：返回一个引用迭代器，它遍历数组中的每个元素。
- `.iter_mut()`：返回一个可变引用迭代器，它允许修改数组中的元素。
- `.iter().cloned()`：返回一个克隆迭代器，它遍历数组中的每个元素的副本。
rust
fn main() {
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
for number in numbers.iter() {
println!("{}", number);
}
for number in numbers.iter_mut() {
number = 2;
}
println!("{:?}", numbers);
for number in numbers.iter().cloned() {
println!("{}", number);
}
}
遍历范围
除了数组，Rust 中的 `for` 循环还可以用来遍历范围（range）。范围是一个包含连续整数的序列，可以使用 `..` 运算符创建。
rust
fn main() {
for number in 1..10 {
println!("{}", number);
}
}
在上面的代码中，`1..10` 创建了一个从 1 到 9 的范围。`for` 循环会自动遍历这个范围内的每个整数。
迭代器方法
迭代器提供了许多方法来操作序列中的元素，例如 `next()`、`peek()`、`map()`、`filter()` 等。
rust
fn main() {
let numbers = 1..10;
for number in numbers {
if number % 2 == 0 {
println!("{}", number);
}
}
let numbers = 1..10;
for number in numbers.map(|x| x 2) {
println!("{}", number);
}
}
在上面的代码中，我们使用 `filter()` 方法来只打印偶数，以及使用 `map()` 方法来将每个数字乘以 2。
总结
Rust 中的 `for` 循环和迭代器是处理集合遍历的强大工具。通过使用迭代器，你可以以一致和高效的方式遍历各种数据结构。本文介绍了如何使用 `for` 循环遍历数组、范围，并展示了迭代器的一些常用方法。掌握这些概念对于编写高效和可维护的 Rust 代码至关重要。
扩展阅读
- [Rust 官方文档 - Iterators](https://doc.rust-lang.org/std/iter/)
- [Rust by Example - Iterators](https://doc.rust-lang.org/stable/rust-by-example/iterators.html)
- [Rustlings - Iterators](https://rustlings.com/exercises/iterators)
通过阅读这些资源，你可以更深入地了解 Rust 中的迭代器和 `for` 循环。
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