实现树数据结构

Question

我想实现一个树数据结构。我有一个 Node 结构并希望它保存对子 Node 的引用。我试过了：

use std::collections::*;

#[derive(Debug)]
struct Node {
    value: String,
    children: HashMap<String, Node>,
}


impl Node {
    fn new(value: String) -> Self {
        Node {
            value: value,
            children: HashMap::new(),
        }
    }

    fn add_child(&mut self, key: String, value: String) -> &mut Node {
        let mut node = Node::new(value);
        self.children.insert(key, node);
        &mut node
    }
}


fn main() {
    let mut root_node = Node::new("root".to_string());
    root_node.add_child("child_1_1".to_string(), "child_1_1_value".to_string());
}

此代码无法编译：

error: `node` does not live long enough
  --> src/main.rs:22:10
   |
22 |     &mut node
   |          ^^^^ does not live long enough
23 |   }
   |   - borrowed value only lives until here
   |
note: borrowed value must be valid for the anonymous lifetime #1 defined on the body at 19:67...
  --> src/main.rs:19:68
   |
19 |     fn add_child(&mut self, key: String, value: String) -> &mut Node {
   |  ____________________________________________________________________^ starting here...
20 | |     let mut node = Node::new(value);
21 | |     self.children.insert(key, node);
22 | |     &mut node
23 | |   }
   | |___^ ...ending here

error[E0382]: use of moved value: `node`
  --> src/main.rs:22:10
   |
21 |     self.children.insert(key, node);
   |                               ---- value moved here
22 |     &mut node
   |          ^^^^ value used here after move
   |
   = note: move occurs because `node` has type `Node`, which does not implement the `Copy` trait

我该如何实施？

Answer 1

在这种情况下，实际上有必要查看编译器输出中的 second 错误消息：

error[E0382]: use of moved value: `node`
  --> src/main.rs:22:10
   |
21 |     self.children.insert(key, node);
   |                               ---- value moved here
22 |     &mut node
   |          ^^^^ value used here after move
   |
   = note: move occurs because `node` has type `Node`, which does not implement the `Copy` trait

变量node被移动到第21行的hashmap中。之后你不能再使用它了！在 Rust 中，我们有 移动语义 ，这意味着所有内容都默认移动，而不是默认克隆（C++）或默认引用（Java）。您想要 return 对 Node 对象的引用在哈希映射中！

一种简单的方法是插入 node，就像您已经在做的那样，然后从哈希图中获取值：

let mut node = Node::new(value);
self.children.insert(key.clone(), node);
self.children.get_mut(key).unwrap()

这应该清楚该函数的实际作用。但是，这段代码有一些缺点：首先，我们必须克隆key（我们需要它来进行插入和查询），其次，hashmap 需要计算两次键的哈希值，效率不是很高。

幸运的是，Rust 的 HashMap 有一个不错的 entry()-API。我们可以这样改变函数：

self.children.entry(key).or_insert_with(|| Node::new(value))

这是add_child()的全貌！然而，现在我们注意到……我们还没有真正考虑过如果哈希映射已经包含与给定键关联的值会发生什么！在上面的代码中，旧值被保留并 returned。如果你想做其他事情（例如替换值），你可以在 Entry 对象上使用 match：

let node = Node::new(value);
match self.children.entry(key) {
    Entry::Occupied(e) => {
        // Maybe you want to panic!() here... but we will just 
        // replace the value:
        e.insert(node);  // discarding old value...
        e.get_mut()
    }
    Entry::Vacant(e) => insert(node),
}

实现树数据结构

Implement tree data structure

rust

borrowing