数组与切片 (Arrays & Slices)

数组(Array)和切片(Slice)是 Flurry 中用于处理连续内存序列的核心数据结构。它们都包含相同类型的元素。

数组 (Array)

数组是一组固定大小的、存储在栈上或作为其他数据结构一部分的同质元素序列。数组的大小是其类型的一部分。

定义与实例化:

数组类型通常表示为 Array<T, N>,其中 T 是元素类型,N 是数组长度(一个编译时usize)。

-- 定义一个包含 5 个 i32 的数组
let numbers: Array<i32, 5> = undefined; -- `undefined`不进行初始化

-- 使用字面量初始化数组
let first_primes: Array<i32, 5> = [2, 3, 5, 7];

-- 创建一个包含 100 个 0 的数组
let zeros: Array<i8, 100> = Array.fill(0);
  • 数组的大小 (N) 必须在编译时确定。
  • 数组的所有元素在内存中是连续存储的。

访问元素:

使用方括号 [] 和索引(从 0 开始)来访问数组元素。

let third_prime = first_primes[2]; -- 访问索引为 2 的元素 (值为 5)
println("Third prime: {}", third_prime);

let array = [10, 20, 30];
array[0] = 15; -- 修改第一个元素

数组长度:

let len = first_primes.len();
println("Length of first_primes: {}", len); -- 输出: 4

切片 (Slice)

切片是对数组(或其他连续内存区域,如 Vec 的内部缓冲区)的一个引用或视图。切片本身不拥有数据,它只是“借用”了一段连续的元素。切片的大小在运行时确定

切片类型:

切片类型通常表示为 Slice<T> 或类似的泛型类型,其中 T 是元素类型。一个切片实例内部通常包含一个指向序列起始元素的指针和一个长度信息。

创建切片:

切片通常通过对数组或其他支持切片操作的数据结构(如 Vec)进行“切片”操作来创建。

let array = [1, 2, 3, 4, 5];

-- 创建一个包含所有元素的切片
let full_slice: Slice<i32> = array[..]; -- 引用整个数组

-- 创建一个包含索引 1 到 3 (不含 3) 的元素的切片
let partial_slice: Slice<i32> = array[1..3]; -- 引用 [2, 3]

-- 创建从索引 2 到末尾的切片
let tail_slice: Slice<i32> = array[2..]; -- 引用 [3, 4, 5]

-- 创建从开始到索引 3 (不含 3) 的切片
let head_slice: Slice<i32> = array[..3]; -- 引用 [1, 2, 3]

使用切片:

切片可以像数组一样使用索引访问其元素,但边界检查是在运行时进行的。

println("First element of partial_slice: {}", partial_slice[0]); -- 输出: 2
-- partial_slice[2] -- 这会导致运行时错误 (越界)

let slice_len = partial_slice.len(); -- 获取切片长度
println("Length of partial_slice: {}", slice_len); -- 输出: 2

切片经常用作函数参数,以接受任何长度的同质序列,而无需知道其底层是数组还是 Vec

-- 这个函数可以接受任何 i32 的切片
fn sum(numbers: Slice<i32>) -> i32 {
    let total = 0;
    for num in numbers { -- 可以直接迭代切片
        total += num;
    }
    total
}

test {
    let arr = [1, 2, 3];
    let vec_data = Vec<i32>.from([4, 5, 6]); -- 假设 Vec 可以创建
    println("Sum of arr slice: {}", sum(arr[..]));       -- 传递数组切片
    println("Sum of vec slice: {}", sum(vec_data.slice())); -- 假设 Vec 提供切片方法
}

总结

数组是固定大小的、拥有数据的序列,而切片是动态大小的、借用数据的视图。数组的大小是类型的一部分(编译时确定),切片的大小是运行时确定的。切片提供了处理不同来源连续序列的统一、灵活的方式。