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<!DOCTYPE HTML>
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<title>Rust 程序设计语言 中文版</title>
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<meta name="description" content="Rust 程序设计语言 中文版">
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<link rel="shortcut icon" href="favicon.png">
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<!-- Font Awesome -->
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<link rel="stylesheet" href="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/font-awesome/4.3.0/css/font-awesome.min.css">
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<!-- MathJax -->
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<!-- Fetch JQuery from CDN but have a local fallback -->
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<script src="https://code.jquery.com/jquery-2.1.4.min.js"></script>
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<script>
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if (typeof jQuery == 'undefined') {
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document.write(unescape("%3Cscript src='jquery.js'%3E%3C/script%3E"));
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}
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</script>
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</head>
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<body class="light">
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script type="text/javascript">
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var theme = localStorage.getItem('theme');
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if (theme == null) { theme = 'light'; }
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$('body').removeClass().addClass(theme);
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</script>
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script type="text/javascript">
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var sidebar = localStorage.getItem('sidebar');
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if (sidebar === "hidden") { $("html").addClass("sidebar-hidden") }
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else if (sidebar === "visible") { $("html").addClass("sidebar-visible") }
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</script>
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<div id="sidebar" class="sidebar">
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<ul class="chapter"><li><a href="ch01-00-introduction.html"><strong>1.</strong> 介绍</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch01-01-installation.html"><strong>1.1.</strong> 安装</a></li><li><a href="ch01-02-hello-world.html"><strong>1.2.</strong> Hello, World!</a></li></ul></li><li><a href="ch02-00-guessing-game-tutorial.html"><strong>2.</strong> 猜猜看教程</a></li><li><a href="ch03-00-common-programming-concepts.html"><strong>3.</strong> 通用编程概念</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch03-01-variables-and-mutability.html"><strong>3.1.</strong> 变量和可变性</a></li><li><a href="ch03-02-data-types.html"><strong>3.2.</strong> 数据类型</a></li><li><a href="ch03-03-how-functions-work.html"><strong>3.3.</strong> 函数如何工作</a></li><li><a href="ch03-04-comments.html"><strong>3.4.</strong> 注释</a></li><li><a href="ch03-05-control-flow.html"><strong>3.5.</strong> 控制流</a></li></ul></li><li><a href="ch04-00-understanding-ownership.html"><strong>4.</strong> 认识所有权</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch04-01-what-is-ownership.html"><strong>4.1.</strong> 什么是所有权</a></li><li><a href="ch04-02-references-and-borrowing.html"><strong>4.2.</strong> 引用 & 借用</a></li><li><a href="ch04-03-slices.html"><strong>4.3.</strong> Slices</a></li></ul></li><li><a href="ch05-00-structs.html"><strong>5.</strong> 结构体</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch05-01-method-syntax.html"><strong>5.1.</strong> 方法语法</a></li></ul></li><li><a href="ch06-00-enums.html"><strong>6.</strong> 枚举和模式匹配</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch06-01-defining-an-enum.html"><strong>6.1.</strong> 定义枚举</a></li><li><a href="ch06-02-match.html"><strong>6.2.</strong> <code>match</code>控制流运算符</a></li><li><a href="ch06-03-if-let.html"><strong>6.3.</strong> <code>if let</code>简单控制流</a></li></ul></li><li><a href="ch07-00-modules.html"><strong>7.</strong> 模块</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch07-01-mod-and-the-filesystem.html"><strong>7.1.</strong> <code>mod</code>和文件系统</a></li><li><a href="ch07-02-controlling-visibility-with-pub.html"><strong>7.2.</strong> 使用<code>pub</code>控制可见性</a></li><li><a href="ch07-03-importing-names-with-use.html"><strong>7.3.</strong> 使用<code>use</code>导入命名</a></li></ul></li><li><a href="ch08-00-common-collections.html"><strong>8.</strong> 通用集合类型</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch08-01-vectors.html"><strong>8.1.</strong> vector</a></li><li><a href="ch08-02-strings.html"><strong>8.2.</strong> 字符串</a></li><li><a href="ch08-03-hash-maps.html" class="active"><strong>8.3.</strong> 哈希 map</a></li></ul></li></ul>
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</div>
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<i id="sidebar-toggle" class="fa fa-bars"></i>
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<i id="theme-toggle" class="fa fa-paint-brush"></i>
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<h1 class="menu-title">Rust 程序设计语言 中文版</h1>
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<div class="right-buttons">
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<i id="print-button" class="fa fa-print" title="Print this book"></i>
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<div id="content" class="content">
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<h2>哈希 map</h2>
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<p><a href="https://github.com/rust-lang/book/blob/master/src/ch08-03-hash-maps.md">ch08-03-hash-maps.md</a>
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commit 0d229cc5a3da341196e15a6761735b2952281569</p>
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</blockquote>
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<p>最后要介绍的常用集合类型是<strong>哈希 map</strong>（<em>hash map</em>）。<code>HashMap<K, V></code>类型储存了一个键类型<code>K</code>对应一个值类型<code>V</code>的映射。它通过一个<strong>哈希函数</strong>（<em>hashing function</em>）来实现映射，它决定了如何将键和值放入内存中。很多编程语言支持这种数据结构，不过通常有不同的名字：哈希、map、对象、哈希表或者关联数组，仅举几例。</p>
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<p>哈希 map 可以用于需要任何类型作为键来寻找数据的情况，而不是像 vector 那样通过索引。例如，在一个游戏中，你可以将每个团队的分数记录到哈希 map 中，其中键是队伍的名字而值是每个队伍的分数。给出一个队名，就能得到他们的得分。</p>
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<p>本章我们会介绍哈希 map 的基本 API，不过还有更多吸引人的功能隐藏于标准库中的<code>HashMap</code>定义的函数中。请一如既往地查看标准库文档来了解更多信息。</p>
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<h3>新建一个哈希 map</h3>
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<p>可以使用<code>new</code>创建一个空的<code>HashMap</code>，并使用<code>insert</code>来增加元素。这里我们记录两支队伍的分数，分别是蓝队和黄队。蓝队开始有 10 分而黄队开始有 50 分：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let mut scores = HashMap::new();
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scores.insert(String::from("Blue"), 10);
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scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
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</code></pre>
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<p>注意必须首先<code>use</code>标准库中集合部分的<code>HashMap</code>。在这三个常用集合中，这个是最不常用的，所以并不包含在被 prelude 自动引用的功能中。标准库中对哈希 map 的支持也相对较少；例如，并没有内建的用于构建的宏。</p>
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<p>就像 vector 一样，哈希 map 将他们的数据储存在堆上。这个<code>HashMap</code>的键类型是<code>String</code>而值类型是<code>i32</code>。同样类似于 vector，哈希 map 是同质的：所有的键必须是相同类型，值也必须都是相同类型。</p>
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<p>另一个构建哈希 map 的方法是使用一个元组的 vector 的<code>collect</code>方法，其中每个元组包含一个键值对。<code>collect</code>方法可以将数据收集进一系列的集合类型，包括<code>HashMap</code>。例如，如果队伍的名字和初始分数分别在两个 vector 中，可以使用<code>zip</code>方法来创建一个元组的 vector，其中“Blue”与 10 是一对，依此类推。接着就可以使用<code>collect</code>方法将这个元组 vector 转换成一个<code>HashMap</code>：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let teams = vec![String::from("Blue"), String::from("Yellow")];
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let initial_scores = vec![10, 50];
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let scores: HashMap<_, _> = teams.iter().zip(initial_scores.iter()).collect();
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</code></pre>
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<p>这里<code>HashMap<_, _></code>类型注解是必要的，因为可能<code>collect</code>进很多不同的数据结构，而除非显式指定 Rust 无从得知你需要的类型。但是对于键和值的参数来说，可以使用下划线而 Rust 可以根据 vector 中数据的类型推断出哈希 map 所包含的类型。</p>
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<h3>哈希 map 和所有权</h3>
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<p>对于像<code>i32</code>这样的实现了<code>Copy</code> trait 的类型，其值可以拷贝进哈希 map。对于像<code>String</code>这样拥有所有权的值，其值将被移动而哈希 map 会成为这些值的所有者：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let field_name = String::from("Favorite color");
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let field_value = String::from("Blue");
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let mut map = HashMap::new();
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map.insert(field_name, field_value);
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// field_name and field_value are invalid at this point
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</code></pre>
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<p>当<code>insert</code>调用将<code>field_name</code>和<code>field_value</code>移动到哈希 map 中后，将不能使用这两个绑定。</p>
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<p>如果将值的引用插入哈希 map，这些值本身将不会被移动进哈希 map。但是这些引用指向的值必须至少在哈希 map 有效时也是有效的。第十章生命周期部分将会更多的讨论这个问题。</p>
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<h3>访问哈希 map 中的值</h3>
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<p>可以通过<code>get</code>方法并提供对应的键来从哈希 map 中获取值：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let mut scores = HashMap::new();
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scores.insert(String::from("Blue"), 10);
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scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
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let team_name = String::from("Blue");
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let score = scores.get(&team_name);
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</code></pre>
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<p>这里，<code>score</code>将会是与蓝队分数相关的值，而这个值将是<code>Some(10)</code>。因为<code>get</code>返回<code>Option<V></code>所以结果被封装进<code>Some</code>；如果某个键在哈希 map 中没有对应的值，<code>get</code>会返回<code>None</code>。程序将需要采用第六章提到的方法中之一来处理<code>Option</code>。</p>
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<p>可以使用与 vector 类似的方式来遍历哈希 map 中的每一个键值对，也就是<code>for</code>循环：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let mut scores = HashMap::new();
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scores.insert(String::from("Blue"), 10);
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scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
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for (key, value) in &scores {
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println!("{}: {}", key, value);
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}
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</code></pre>
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<p>这会以任意顺序打印出每一个键值对：</p>
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<pre><code>Yellow: 50
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Blue: 10
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</code></pre>
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<h3>更新哈希 map</h3>
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<p>虽然键值对的数量是可以增长的，不过每个单独的键同时只能关联一个值。当你想要改变哈希 map 中的数据时，必须选择是用新值替代旧值，还是完全无视旧值。我们也可以选择保留旧值而忽略新值，并只在键<strong>没有</strong>对应一个值时增加新值。或者可以结合新值和旧值。让我们看看着每一种方式是如何工作的！</p>
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<h4>覆盖一个值</h4>
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<p>如果我们插入了一个键值对，接着用相同的键插入一个不同的值，与这个键相关联的旧值将被替换。即便下面的代码调用了两次<code>insert</code>，哈希 map 也只会包含一个键值对，因为两次都是对蓝队的键插入的值：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let mut scores = HashMap::new();
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scores.insert(String::from("Blue"), 10);
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scores.insert(String::from("Blue"), 25);
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println!("{:?}", scores);
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</code></pre>
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<p>这会打印出<code>{"Blue": 25}</code>。原始的值 10 将被覆盖。</p>
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<h4>只在键没有对应值时插入</h4>
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<p>我们经常会检查某个特定的键是否有值，如果没有就插入一个值。为此哈希 map 有一个特有的 API，叫做<code>entry</code>，它获取我们想要检查的键作为参数。<code>entry</code>函数的返回值是一个枚举，<code>Entry</code>，它代表了可能存在也可能不存在的值。比如说我们想要检查黄队的键是否关联了一个值。如果没有，就插入值 50，对于蓝队也是如此。使用 entry API 的代码看起来像这样：</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let mut scores = HashMap::new();
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scores.insert(String::from("Blue"), 10);
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scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50);
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scores.entry(String::from("Blue")).or_insert(50);
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println!("{:?}", scores);
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</code></pre>
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<p><code>Entry</code>的<code>or_insert</code>方法在键对应的值存在时就返回这个值的<code>Entry</code>，如果不存在则将参数作为新值插入并返回修改过的<code>Entry</code>。这比编写自己的逻辑要简明的多，另外也与借用检查器结合得更好。</p>
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<p>这段代码会打印出<code>{"Yellow": 50, "Blue": 10}</code>。第一个<code>entry</code>调用会插入黄队的键和值 50，因为黄队并没有一个值。第二个<code>entry</code>调用不会改变哈希 map 因为蓝队已经有了值 10。</p>
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<h4>根据旧值更新一个值</h4>
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<p>另一个常见的哈希 map 的应用场景是找到一个键对应的值并根据旧的值更新它。例如，如果我们想要计数一些文本中每一个单词分别出现了多少次，就可以使用哈希 map，以单词作为键并递增其值来记录我们遇到过几次这个单词。如果是第一次看到某个单词，就插入值<code>0</code>。</p>
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<pre><code class="language-rust">use std::collections::HashMap;
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let text = "hello world wonderful world";
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let mut map = HashMap::new();
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for word in text.split_whitespace() {
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let count = map.entry(word).or_insert(0);
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*count += 1;
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}
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println!("{:?}", map);
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</code></pre>
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<p>这会打印出<code>{"world": 2, "hello": 1, "wonderful": 1}</code>，<code>or_insert</code>方法事实上会返回这个键的值的一个可变引用（<code>&mut V</code>）。这里我们将这个可变引用储存在<code>count</code>变量中，所以为了赋值必须首先使用星号（<code>*</code>）解引用<code>count</code>。这个可变引用在<code>for</code>循环的结尾离开作用域，这样所有这些改变都是安全的并被借用规则所允许。</p>
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<h3>哈希函数</h3>
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<p><code>HashMap</code>默认使用一个密码学上是安全的哈希函数，它可以提供抵抗拒绝服务（Denial of Service, DoS）攻击的能力。这并不是现有最快的哈希函数，不过为了更好的安全性带来一些性能下降也是值得的。如果你监控你的代码并发现默认哈希函数对你来说非常慢，可以通过指定一个不同的 <em>hasher</em> 来切换为另一个函数。hasher 是一个实现了<code>BuildHasher</code> trait 的类型。第十章会讨论 trait 和如何实现他们。你并不需要从头开始实现你自己的 hasher；crates.io 有其他人分享的实现了许多常用哈希算法的 hasher 的库。</p>
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<h2>总结</h2>
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<p>vector、字符串和哈希 map 会在你的程序需要储存、访问和修改数据时帮助你。这里有一些你应该能够解决的练习问题：</p>
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<ul>
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<li>给定一系列数字，使用 vector 并返回这个列表的平均数（mean, average）、中位数（排列数组后位于中间的值）和众数（mode，出现次数最多的值；这里哈希函数会很有帮助）。</li>
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<li>将字符串转换为 Pig Latin，也就是每一个单词的第一个辅音字母被移动到单词的结尾并增加“ay”，所以“first”会变成“irst-fay”。元音字母开头的单词则在结尾增加 “hay”（“apple”会变成“apple-hay”）。牢记 UTF-8 编码！</li>
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<li>使用哈希 map 和 vector，创建一个文本接口来允许用户向公司的部门中增加员工的名字。例如，“Add Sally to Engineering”或“Add Amir to Sales”。接着让用户获取一个部门的所有员工的列表，或者公司每个部门的所有员工按照字母顺排序的列表。</li>
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</ul>
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<p>标准库 API 文档中描述的这些类型的方法将有助于你进行这些练习！</p>
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<p>我们已经开始解除可能会有失败操作的复杂程序了，这也意味着接下来是一个了解错误处理的绝佳时机！</p>
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<!-- Mobile navigation buttons -->
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<a href="ch08-02-strings.html" class="mobile-nav-chapters previous">
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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<a href="ch08-02-strings.html" class="nav-chapters previous" title="You can navigate through the chapters using the arrow keys">
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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<!-- Local fallback for Font Awesome -->
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<script>
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if ($(".fa").css("font-family") !== "FontAwesome") {
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$('<link rel="stylesheet" type="text/css" href="_FontAwesome/css/font-awesome.css">').prependTo('head');
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}
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</script>
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<!-- Livereload script (if served using the cli tool) -->
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<script src="highlight.js"></script>
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<script src="book.js"></script>
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</body>
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</html>
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