了解收集 `flat_map` 与收集 rust 中的 `map` 之间的细微差别

Posted 2023-03-15

【中文标题】了解收集 `flat_map` 与收集 rust 中的 `map` 之间的细微差别

【英文标题】：Understanding the nuances between collecting `flat_map` vs collecting `map` in rust

【发布时间】：2022-01-11 18:14:33

【问题描述】：

我正在使用 Advent of Code 学习 Rust。 要解析 2021 年第 4 天，我需要解析以下字符串：

88 67 20 19 15
22 76 86 44 73
 7 42  6 69 25
12 68 92 21 75
97 45 13 52 70

75 98 24 18 77
17 93 46 49 13
92 56 97 57 66
44  0 65 54 74
23  6 53 42 20

92 94  9 27 41
73 28 62 90 40
78  3 12 37 32
 8 86 91 16 30
84 38 68 11 19

理想情况下，我想生成嵌套向量Vec<Vec<&str>>。 我的问题是我不明白为什么下面的代码不起作用。

let bingo_sheet = grids_str
  split("\r\n\r\n")
  .map(|grid| grid.split_whitespace())
  .collect::<Vec<Vec<&str>>>();

我也不明白货物检查背后的含义。 （好吧，这个特征不存在。但为什么呢？）

error[E0277]: a value of type `Vec<Vec<&str>>` cannot be built from an iterator over elements of type `SplitWhitespace<'_>`
  --> src\main.rs:36:10
   |
36 |         .collect::<Vec<Vec<&str>>>();
   |          ^^^^^^^ value of type `Vec<Vec<&str>>` cannot be built from `std::iter::Iterator<Item=SplitWhitespace<'_>>`
   |
   = help: the trait `FromIterator<SplitWhitespace<'_>>` is not implemented for `Vec<Vec<&str>>`

经过一些实验，flat_map 的用法似乎可行。

let bingo_sheet = grids_str
   .split("\r\n\r\n")
   .flat_map(|grid| grid.split_whitespace())
   .collect::<Vec<&str>>();

我不明白这里发生了什么。flat_map 代码的行为符合预期，但 map 代码不符合预期。

【问题讨论】：

.map(|grid| grid.split_whitespace().collect()) 可能有效，.map(|grid| grid.split_whitespace().collect::<Vec<&str>>()) 应该有效。

这不是“过早的”——你在外部map 中收集内部Vec，然后收集外部Vec。你需要（至少）两个collects，如果你想收集两个（层）Vecs。

@gberth 因为FromIterator 是为Vec<T> 实现的，所以你需要先收集它。 flat_map 版本有效，因为您只得到一个 Vec

我建议将每个板表示为一维向量。整体上使用起来更容易，效率也更高。唯一的缺点是，对于索引，您不能使用board[y][x]，而需要使用board[5 * y + x]。在我看来，这个缺点真的很小，特别是对于这个问题 - 你真的不需要通过 x 和 y 进行索引。

一个 5x5 板的Vec<Vec<u8>> 有 6 个堆分配和一些外部向量的堆栈存储空间。每个元素访问都需要两个指针间接——首先，跟随堆栈的外部点到包含指向各个行的指针的堆分配，然后跟随指向右行的指针。 [[u8; 5]; 5] 的内存布局在堆栈上是连续的，因此它的指针间接为零并且有可能成为最快的方法之一，但使用起来不是很方便，因为你不能轻易地收集到它。

【参考方案1】：

在我写这篇文章时，cmet 中已经简要回答了这个问题，但也许更详细的版本仍然有帮助！

我也不明白货物检查背后的含义。 （好吧，这个特征不存在。但为什么呢？）

std 提供了经常使用的转换，但它不会为您完成所有转换。

对split_whitespace 的调用会返回一个SplitWhitespace 结构，该结构实现（在其余部分我将简单地说“是”）Iterator。 对map 的调用返回一个Map 结构，它是对其给定函数的返回类型的迭代器，因此它是对字符串切片的迭代器的迭代器。

因为Map 是一个迭代器，所以它有一个collect 方法。正如您在文档中看到的那样，如果存在实现FromIterator<Self::Item> 的B，则此方法存在。这个B 是你的Vec<Vec<&str>> 和Self::Item 是Map 的项目SplitWhiteSpace 结构。所以collect 在问，“Vec<Vec<&str>> 是否实现了FromIterator<SplitWhiteSpace>？如果是，我存在，如果不是，我拒绝存在”。

(FromIterator<SplitWhiteSpace> 并不意味着Vec<T> 可以由SplitWhiteSpace 结构体构成，而是它可以由某种类型I 构成，即（或可以构成）项目@ 的迭代器987654347@.)

让我们查看 Vec 文档，看看 Vec<Vec<&str>> 是否实现了 FromIterator<SplitWhiteSpace>。 Vec does implement FromIterator<T> but only for Vec<T>，因此在您的情况下，它实现了FromIterator<Vec<&str>>，但collect 要求它实现FromIterator<SplitWhiteSpace>。不是这样，您的代码就无法编译。

换句话说，当将Map<X> 收集到Vec<Y> 中时，X 必须等于 Y。

这就是为什么在.map 中添加collect() 有效。因为这使它成为Map<Vec<&str>>，这意味着类型匹配。 flatmap 也有效，因为这会创建一个 FlatMap<&str>，其工作方式类似于 Map，并且可以收集到 Vec<&str> 中。 （flat_map 在其给定函数中不需要 collect，因为它可以处理其中的迭代器）

【讨论】：

谢谢，@Paul 这很有用。