如何交換數組、切片或 Vec 的元素？

Question

我想使用庫函數交換切片data元素，但由於多次借用而不起作用：

use std::mem;

fn example() {
    let mut data = [1, 2, 3];
    let i = 0;
    let j = 1;
    
    mem::swap(&mut data[i], &mut data[j]);
}

error[E0499]: cannot borrow `data[_]` as mutable more than once at a time
 --> src/lib.rs:8:29
  |
8 |     mem::swap(&mut data[i], &mut data[j]);
  |     --------- ------------  ^^^^^^^^^^^^ second mutable borrow occurs here
  |     |         |
  |     |         first mutable borrow occurs here
  |     first borrow later used by call
  |

可以手動完成，但我不認為每次都使用此代碼很好：

let temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;

有沒有其他解決方案來交換切片中的元素？

Answer 1

切片上有一個swap方法： data.swap(i, j) 。

原始代碼不起作用，因為該語言要求&mut不使用別名，也就是說，如果可以通過&mut訪問一段數據，那么一定沒有其他方法可以使用該數據。 通常，對於連續索引data[i] 、 data[j] ，編譯器無法保證i和j不同。 如果它們相同，那么索引指的是相同的內存，因此&mut data[i]和&mut data[j]將是指向相同數據的兩個指針：非法！

.swap在內部使用了一些unsafe代碼，確保正確處理i == j情況，避免混淆&mut指針。 這就是說，它並沒有使用unsafe ，它只是確保這種“原始”的操作具有高性能（我絕對可以想像未來的語言/庫的改進，通過使這里減少需要不安全的要求不變更容易表達），例如以下是一個安全的實現：

use std::cmp::Ordering;
use std::mem;

fn swap<T>(x: &mut [T], i: usize, j: usize) {
    let (lo, hi) = match i.cmp(&j) {
        // no swapping necessary
        Ordering::Equal => return,

        // get the smallest and largest of the two indices
        Ordering::Less => (i, j),
        Ordering::Greater => (j, i),
    };

    let (init, tail) = x.split_at_mut(hi);
    mem::swap(&mut init[lo], &mut tail[0]);
}

這里的關鍵是split_at_mut它將切片分成兩個不相交的部分（這是在內部使用unsafe完成的，但 Rust 的標准庫建立在unsafe之上：語言提供“原始”特性，而庫在它們之上構建其余部分）。