1 tháng học Rust - Collections

Vấn đề

Vậy là một tháng đã trôi qua, mà đúng ra là thêm khoảng 5-6 ngày nữa kể từ lúc tôi đặt tay xuống viết series tự học Rust của mình. Như lời bộc bạch ngay từ ban đầu, rằng đó như là cách “cam kết” việc học đồng thời tóm tắt lại những gì mà mình học được, chia sẻ, và khi ai đó đọc được, có thể họ sẽ góp ý để chỉ ra lỗi sai của tôi ở đâu đó.

Kết thúc một tháng, chặng đường chúng ta đi được thậm chí còn chưa được một nửa so với mục tiêu đề ra. Thú thật, với lượng thời gian ít ỏi, đọc đã vất vả, viết lại còn khó hơn gấp bội, chưa kể thời gian dành cho việc khác. Thực ra không phải tôi muốn đổ lỗi cho hoàn cảnh mà ngay từ đầu, bản thân đã lường trước được việc này, chỉ có điều mình sẵn sàng đối diện và luôn nỗ lực từng ngày, làm được đến đâu thì hay đến đó vì ít ra không dặm chân tại chỗ.

Dĩ nhiên series về Rust vẫn chưa dừng lại, chỉ có điều tôi sẽ giãn bài viết ra, thay vào đó là chỗ cho các bài khác để tránh sự nhàm chán cho cả tôi và cả bạn đọc.

Nhưng thành thật mà nói, series tự học Rust có thể là thành công lớn nhất trong chuỗi thời gian một tháng của tôi, bằng chứng là có rất nhiều người đọc, có người góp ý, chỉ ra lỗi sai, thậm chí là cả lời đề nghị học chung… Đó quả thật là những điều đáng quý. Một lần nữa cảm ơn bạn đọc đã dành thời gian cho tôi, cảm giác có ai đó dành sự quan tâm cho mình, sự háo hức của tôi dành cho các bạn giống như là một đứa trẻ không ngủ được vì biết rằng, ngày mai được cha mẹ đưa đi khám phá vùng đất trong mơ.

Không lan man nữa, ngày hôm nay chúng ta hãy cùng nhau tiếp tục tìm hiểu xem Collections trong Rust gồm có những gì nhé!

Collections

Thư viện chuẩn của Rust bao gồm một số cấu trúc dữ liệu rất hữu ích được gọi là Collections. Hầu hết các loại dữ liệu khác biểu thị một giá trị cụ thể nhưng Collections có thể chứa nhiều giá trị. Không giống như các kiểu dữ liệu mảng và Tuple, dữ liệu mà các Collections này trỏ đến được lưu trữ trên heap, có nghĩa là không cần biết lượng dữ liệu tại thời điểm biên dịch và có thể tăng hoặc giảm khi chương trình chạy. Collections bao gồm:

• Một vector cho phép bạn lưu trữ một số lượng giá trị có thể thay đổi được cạnh nhau.
• Một string là một tập hợp các ký tự.
• Hash map cho phép tạo ra dữ liệu chứa các cặp key-value.

Lưu trữ một danh sách giá trị với Vectors

Ngay từ đầu, bạn đọc gặp rất nhiều ví dụ về kiểu dữ liệu Vectors mà được tạo ra với marco vec!. Đúng vậy, Vectors là kiểu Collections trong Rust, hay nói cách khác nó là tập hợp một danh sách dữ liệu.

Cú pháp để tạo ra một Vectors là:

let v: Vec<i32> = Vec::new();

Ồ thật dài dòng, vì thế hãy dùng marco.

let v = vec![0];

Thêm dữ liệu vào Vectors.

v.push(1);
v.push(2);
v.push(3);

Đọc một phần tử.

let one = &v[1];

Vậy điều gì xảy ra nếu đọc một phần tử “vượt quá phạm vi”?

let nine = &v[9];

Quả thật là không nên, vì thế cách tốt nhất là hãy sử dụng phương thức get của Vectors. get trả về một enum Option, và hãy nhớ lại kiến thức từ bài trước để xử lý giá trị trả về này.

let third: Option<&i32> = v.get(2);
match third {
    Some(third) => println!("The third element is {third}"),  
    None => println!("There is no third element."),  
}

String

String và string trong Rust trông có vẻ giống nhau nhưng thực sự cách chúng hoạt động là khác nhau. Trong khi string được mã hóa (có kiểu dữ liệu &str) và lưu trữ cứng trong dữ liệu nhị phân của ứng dụng thì String lại ngược lại, nó được lưu trong heap và sẵn sàng thay đổi giá trị cũng như kích thước.

Lý giải về điều này, Rust nói rằng kiểu dữ liệu này xử lý tương đối phức tạp, tùy thuộc vào ngôn ngữ lập trình mà có cách triển khai sao cho hợp lý. Với họ, đây là sự lựa chọn trong nhiều cách thức đó.

Cú pháp để tạo ra một String.

let mut s = String::new();

Hoặc tạo ra String từ chuỗi kí tự cho trước.

let s = String::from("initial contents");

Chúng ta cũng có thể chuyển dữ liệu có kiểu &str sang String.

let data = "initial contents";
let s = data.to_string();

Một số toán tử cơ bản trên kiểu String bao gồm:

# Thêm vào một chuỗi kí tự
let mut s = String::from("foo");
s.push_str("bar");

# Chỉ thêm vào một kí tự
s.push("b");

# Hoặc là nối chuỗi bằng toán tử +
let s1 = String::from("Hello, ");
let s2 = String::from("world!");
let s3 = s1 + &s2;

Lưu ý rằng sau phép “+” hai String, s1 sẽ bị giải phóng và phải sử dụng tham chiếu &s2.

Để tránh phức tạp hoặc mất quyền sở hữu, chúng ta có thể tiến hành nối chuỗi bằng marco format!.

let s1 = String::from("Hello, ");
let s2 = String::from("world!");
let s3 = format!("{s1}-{s2}");

Tương tự như JS, có thể lặp qua từng kí tự trong chuỗi bằng cách:

for c in "Зд".chars() {
    println!("{c}");
}

Kết quả:

З
д

Key-value với Hash Maps

Trong JavaScript, chúng ta có một đối tượng Map với khả năng lưu trữ dữ liệu dưới dạng key-value, thì trong Rust, Hash Maps cũng làm điều tương tự.

Cú pháp tạo ra một Hash Map.

use std::collections::HashMap;

let mut scores = HashMap::new();

scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 50);

Đọc giá trị từ một key.

let team_name = String::from("Blue");
let score = scores.get(&team_name).copied().unwrap_or(0); // 10

Sử dụng phương thức get để đọc giá trị, get trả về một Options<&V>, hay là một tham chiếu của kiểu dữ liệu V nào đó. Trong ví dụ trên, copied để lấy ra Option<i32>, nghĩa là 10. unwrap_or xử lý lỗi trong trường hợp cặp key-value cần lấy không tồn tại thì giá trị trả về là 0.

Chúng ta cũng có thể lặp qua các cặp key-value trong Hash.

for (key, value) in &scores {
    println!("{key}: {value}");
}

Cuối cùng, vì tất cả dữ liệu trong Collections này đều nằm trong heap, cho nên chúng sẽ có quyền sở hữu, vì thế hãy thận trong việc xử lý các loại này.