Rust 新手程式設計師/陣列和向量
現在假設我們要儲存一些數字並找到它們的中間值。作為統計學 101 的複習，中間值是在排序後位於中心的數值。例如，在 9、3、8、2、7 中，中間值為 7，因為 2 和 3 是最低的兩個，8 和 9 是最高的兩個，而 7 位於中間。現在的問題是如何儲存這些數字？我們可以這樣做
fn main() {
let number1 = 9;
let number2 = 3;
let number3 = 8;
let number4 = 2;
let number5 = 7;
}
然而，這有很多缺點。我們必須記住並使用變數名；我們必須直接引用它們，並且沒有簡單的方法可以遍歷每個數字，而無需手動操作。這就是為什麼存在一種內建方法來處理這些問題，稱為陣列
fn main() {
let numbers = [9, 3, 8, 2, 7];
}
陣列是事物的列表，經過組織，以便你可以使用列表中的順序來引用它。需要注意的是，陣列中的第一個元素被稱為第 0 個元素，你可以透過使用方括號來獲取它。陣列的型別也是 [事物的型別; 事物的數量]。我們可以明確地寫出來，如下所示
fn main() {
let numbers: [i32; 5] = [9, 3, 8, 2, 7];
println!("{}", numbers[0]);
}
這將輸出 9，因為它是在 numbers 的第一個元素。假設我們要列印 numbers 中的所有元素，我們該如何做到呢？我們可以使用上一頁的工具，即 for 迴圈和範圍。要獲取 numbers 中元素的數量，可以使用 numbers.len()。這是一個型別的函式，因此你可以使用它在任何陣列之後使用點來獲取它的長度。我們確實在上面有長度，但是如果我們改變元素數量，.len() 仍然可以正常工作，因此這有助於保持易於改變。有了這一切，以下是迴圈遍歷陣列並列印所有值的程式碼
fn main() {
let numbers = [9, 3, 8, 2, 7];
for index in 0..numbers.len() {
println!("{}", numbers[index]);
}
}
索引是與陣列中值相對應的陣列編號的名稱。使用 [] 方括號來獲取值被稱為索引到陣列中。請注意，因為陣列從 0 開始，並且因為範圍是非包含的，所以索引從 0 到 4，但不包括 5。如果我們嘗試執行
fn main() {
let numbers = [9, 3, 8, 2, 7];
println!("{}", numbers[5]);
}
我們的編譯器會抱怨此操作將在執行時引發 panic。panic 是指在 Rust 中執行了非法操作時會發生的事件，因此程式會停止執行。你永遠不想發生 panic，因此我們的編譯器試圖幫助我們！Rust 編譯器非常智慧，會幫助我們很多。
所以現在我們要編寫一個函式來獲取一個數值陣列的中間值
fn get_median(input: [i32; 5]) -> i32 {
//to do
}
最明顯的方法是排序陣列，使其有序，然後獲取中間值。我們如何排序陣列？一個簡單的方法是從左到右遍歷，然後再次從左到右遍歷，如果右側的數字更大，則交換它們。這是一個很難理解的概念，所以以下是程式碼
fn get_median(input: [i32; 5]) -> i32 {
let mut array = input;
//sort array
for index1 in 0..array.len() {
for index2 in index1..array.len() {
if array[index2] > array[index1] {
array.swap(index1, index2);
}
}
}
//to do, return median
}
注意另一個 for 迴圈中的 for 迴圈。這被稱為巢狀 for 迴圈，這意味著對於陣列中的每個值，所有其他值都會與它進行比較。此外，內部 for 迴圈的範圍從外部迴圈的索引開始。這樣做是為了避免比較已經比較過的值，這並非絕對必要，但這意味著我們不會執行不必要的步驟。array.swap() 函式與之前的 .len() 函式類似，但它接受兩個引數，這兩個引數是陣列中的索引（index 的複數），並將這兩個值交換。
整個過程被稱為演算法，它是一系列解決問題的步驟。排序陣列是一個經典的演算法，因為它非常常見，而這是一種非常簡單的演算法。
接下來，我們應該返回陣列的中間值。中間值是陣列的中心點，所以我們只需要執行 array.len() / 2 就可以了？好吧，如果長度是奇數，因為它是整數除法，所以我們會得到一個整數，這將適用於陣列的中心點。對於這個例子，5 / 2 = 2，進行整數除法，這是陣列的中點。但是，如果陣列的長度是偶數，那麼中間值就是中間兩個值的平均值。要獲取兩個值的平均值，我們只需將它們加在一起併除以 2。這意味著我們的最終 get_median 函式是
fn get_median(input: [i32; 5]) -> i32 {
let mut array = input;
//sort array
for index1 in 0..array.len() {
for index2 in index1..array.len() {
if array[index2] > array[index1] {
array.swap(index1, index2);
}
}
}
//return median
if array.len() % 2 == 0 {
//even
let middle_value1 = array[array.len() / 2 - 1];
let middle_value2 = array[array.len() / 2];
let median = (middle_value1 + middle_value2) / 2;
return median;
} else {
//odd
let median = array[array.len() / 2];
return median;
}
}
注意，我們在將中間值加在一起併除以 2 時，在中間值周圍添加了括號 ()。這是因為 Rust 中的數學遵循操作順序，因此除法在加法之前發生。因為我們希望加法先發生，所以我們在周圍新增括號來告訴 Rust 它先發生。我們還使用 value % 2 == 0 來檢查長度是否可被 2 整除，也就是奇數或偶數。接下來，如果我們將它插入我們的 main 中
fn main() {
let numbers = [9, 3, 8, 2, 7];
let median = get_median(numbers);
println!("{}", median);
}
我們得到了我們一開始計算出的 7！
但是，如果我們要使用不同大小的陣列呢？請注意，我們在 get_median() 函式的引數型別中必須包含 5。陣列非常有限，它們必須始終具有我們在執行程式之前所說的確切元素數量。這也意味著我們編寫的函式只能接受大小為 5 的陣列。解決這個問題的方法是使用向量。向量與陣列類似，它按順序儲存一堆相同型別的元素，但不同的是它們可以增長和縮小，並且可以包含不同數量的元素。建立向量的最簡單方法是使用 vec![]，如下所示
fn main() {
let numbers = vec![9, 3, 8, 2, 7];
let median = get_median(numbers);
println!("{}", median);
}
請注意，我們再次在末尾使用 !，就像 println! 一樣。 ! 表示這是一個宏。宏稍微複雜一些，稍後會解釋。現在，像這樣使用 vec![] 將生成一個與之前陣列相同的向量。然後我們將 get_median 函式更改為
fn get_median(input: Vec<i32>) -> i32 {
//the inside of the function stays the same
}
我們只需更改輸入的型別，它就可以正常工作。請注意，我們必須在 Vec 之後使用 <> 來表示型別。此外，我們不需要在型別中寫入元素數量，因為向量可以改變其大小。現在，我們可以更改 main() 來嘗試不同的數字集
fn main() {
let numbers1 = vec![9, 3, 8, 2, 7];
println!("{}", get_median(numbers1));
let numbers2 = vec![5, 3, 5, 7, 6, 9, 10, 9];
println!("{}", get_median(numbers2));
let numbers3 = vec![1, 40, 26, 3];
println!("{}", get_median(numbers3));
}
在執行它之後，我們得到：7、6 和 14？
等等，不對，7 是正確的，但第二個的中間值應該是 6.5，因為 6 和 7 的平均值。最後一個應該是 14.5，因為 3 和 26 的平均值。這是因為我們在這裡進行整數除法，因此它給了我們整數的值，這不是我們想要的。這引出了下一個主題：數字轉換。