如何交换数组、切片或 Vec 的元素？

Question

如何交换数组、切片或 Vec 的元素？

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我想使用库函数交换片段data的元素，但由于多个借用而无法工作:

use std::mem;

fn example() {
    let mut data = [1, 2, 3];
    let i = 0;
    let j = 1;
    
    mem::swap(&mut data[i], &mut data[j]);
}

error[E0499]: cannot borrow `data[_]` as mutable more than once at a time
 --> src/lib.rs:8:29
  |
8 |     mem::swap(&mut data[i], &mut data[j]);
  |     --------- ------------  ^^^^^^^^^^^^ second mutable borrow occurs here
  |     |         |
  |     |         first mutable borrow occurs here
  |     first borrow later used by call
  |

这件事可以手动完成，但我认为每次都使用这段代码并不是最好的方式：

let temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;

有没有其他方法可以交换切片中的元素？

- Arsenii Fomin

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“通常情况下，可以手动完成”，但在复制类型上，则会导致“无法移动出索引内容”的结果。 - Andrey Tyukin

2个回答

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可以使用元组解构来交换数组中的两个或多个元素。

// Initial data
let mut data = [1, 2, 3, 4, 5, 6];

// Swap three elements around
(data[1], data[3], data[5]) = (data[3], data[5], data[1]);

// End result
assert_eq!(data, [1, 4, 3, 6, 5, 2]);

- Mark Biesheuvel

1

只有当元素是“Copy”时，这才有效，并且应该比“swap（）”性能差。 - Chayim Friedman

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- huon · Accepted Answer

切片上有一个 swap 方法： data.swap(i, j)。

原代码无法工作，因为该语言要求 &mut 不具有别名，也就是说，如果通过 &mut 访问数据，则必须没有其他使用该数据的方式。通常情况下，对于连续的索引 data[i]、data[j]，编译器无法保证 i 和 j 是不同的。如果它们相同，则索引引用的是同一内存，因此 &mut data[i] 和 &mut data[j] 将是指向相同数据的两个指针：非法！

.swap 在内部使用了一些 unsafe 代码，确保正确处理 i == j 的情况，避免别名 &mut 指针。尽管如此，它并不一定要使用 unsafe，只是为了确保这个“原始”操作具有高性能（我可以想象未来的语言/库改进会通过使所需的不变量更容易表达来减少这里的不安全需求），例如以下是一个安全的实现：

use std::cmp::Ordering;
use std::mem;

fn swap<T>(x: &mut [T], i: usize, j: usize) {
    let (lo, hi) = match i.cmp(&j) {
        // no swapping necessary
        Ordering::Equal => return,

        // get the smallest and largest of the two indices
        Ordering::Less => (i, j),
        Ordering::Greater => (j, i),
    };

    let (init, tail) = x.split_at_mut(hi);
    mem::swap(&mut init[lo], &mut tail[0]);
}

关键在于split_at_mut，它将切片分成两个不相交的部分（这是通过unsafe内部实现的，但Rust标准库建立在unsafe上：语言提供“原始”功能，库在其基础之上构建剩余的内容）。