Question

我正在尝试创建一个DefaultHashMap结构，它基本上是HashMap的包装器，不同之处在于当获取不在地图中的键时，默认值放在该键中并被退回。

我制作了get和get_mut方法，这很好用。现在我正在尝试实现Index和IndexMut作为这些方法的包装器。在这里，我遇到了两个问题。

第一个问题是由于get在密钥不存在时必须改变结构的事实，它需要一个可变引用。但是，index Index方法的签名有&self而不是&mut self，因此我无法实现。

这会导致第二个问题，IndexMut需要Index实施。因此，即使IndexMut没有实现任何问题，我也无法执行此操作，因为Index无法实现。

第一个问题很烦人，但可以理解。对于第二个，我不明白为什么要求就在那里。我想有办法解决它。现在我正在做以下事情，但我希望有人有更好的解决方案：

impl<K: Eq + Hash, V: Clone> Index<K> for DefaultHashMap<K, V> {
    type Output = V;

    fn index(&self, _: K) -> &V {
        panic!("DefautHashMap doesn't implement indexing without mutating")
    }
}

impl<K: Eq + Hash, V: Clone> IndexMut<K> for DefaultHashMap<K, V> {
    #[inline]
    fn index_mut(&mut self, index: K) -> &mut V {
        self.get_mut(index)
    }
}

Answer 1

首先，我怀疑你的要求“在获取不在地图中的密钥时，默认值放在那个密钥中”并不是完全必需的！

考虑不可变访问let foo = default_hash_map[bar] + 123;。除非你打算在地图中使用具有内部可变性的值，否则default_hash_map[bar]实际创建一个键或只返回对单个默认值的引用可能无关紧要。

现在，如果您确实需要在访问期间创建新条目，那么有一种方法可以执行此操作。借用检查器限制只允许您添加具有可变访问权限的新条目，这是为了阻止您创建悬挂指针，这些指针会在您按住引用的同时修改地图时发生。但是如果你使用的是一个带有稳定引用的结构，那么当你在结构中输入新条目时，stable表示引用不会失效，那么借用检查器试图阻止的问题就会消失。

在C ++中，我会考虑使用标准保证的deque，以便在向其添加新条目时使其引用无效。不幸的是，Rust deques是不同的（虽然您可能会找到具有类似于C ++双端队列的属性的 arena allocator crates），因此对于此示例我使用Box。盒装值分别驻留在堆上，并且在将新条目添加到HashMap时不会移动。

现在，您的正常访问模式可能是修改新条目，然后访问地图的现有条目。因此，在Index::index中创建新条目是一个例外，不应该减慢地图的其余部分。因此，仅为Index::index访问支付拳击价格可能是有意义的。要做到这一点，我们可能会使用第二个结构，它只保留盒装的Index::index值。

知道可以插入HashMap<K, Box<V>>而不会使现有的V引用无效允许我们将其用作临时缓冲区，保留Index::index - 创建的值，直到我们有机会将它们与主要HashMap同步。

use std::borrow::Borrow;
use std::cell::UnsafeCell;
use std::collections::HashMap;
use std::hash::Hash;
use std::ops::Index;
use std::ops::IndexMut;

struct DefaultHashMap<K, V>(HashMap<K, V>, UnsafeCell<HashMap<K, Box<V>>>, V);

impl<K, V> DefaultHashMap<K, V>
    where K: Eq + Hash
{
    fn sync(&mut self) {
        let buf_map = unsafe { &mut *self.1.get() };
        for (k, v) in buf_map.drain() {
            self.0.insert(k, *v);
        }
    }
}

impl<'a, K, V, Q: ?Sized> Index<&'a Q> for DefaultHashMap<K, V>
    where K: Eq + Hash + Clone,
          K: Borrow<Q>,
          K: From<&'a Q>,
          Q: Eq + Hash,
          V: Clone
{
    type Output = V;

    fn index(&self, key: &'a Q) -> &V {
        if let Some(v) = self.0.get(key) {
            v
        } else {
            let buf_map: &mut HashMap<K, Box<V>> = unsafe { &mut *self.1.get() };
            if !buf_map.contains_key(key) {
                buf_map.insert(K::from(key), Box::new(self.2.clone()));
            }
            &*buf_map.get(key).unwrap()
        }
    }
}

impl<'a, K, V, Q: ?Sized> IndexMut<&'a Q> for DefaultHashMap<K, V>
    where K: Eq + Hash + Clone,
          K: Borrow<Q>,
          K: From<&'a Q>,
          Q: Eq + Hash,
          V: Clone
{
    fn index_mut(&mut self, key: &'a Q) -> &mut V {
        self.sync();
        if self.0.contains_key(key) {
            self.0.get_mut(key).unwrap()
        } else {
            self.0.insert(K::from(key), self.2.clone());
            self.0.get_mut(key).unwrap()
        }
    }
}

fn main() {
    {
        let mut dhm = DefaultHashMap::<String, String>(HashMap::new(),
                                                       UnsafeCell::new(HashMap::new()),
                                                       "bar".into());
        for i in 0..10000 {
            dhm[&format!("{}", i % 1000)[..]].push('x')
        }
        println!("{:?}", dhm.0);
    }

    {
        let mut dhm = DefaultHashMap::<String, String>(HashMap::new(),
                                                       UnsafeCell::new(HashMap::new()),
                                                       "bar".into());
        for i in 0..10000 {
            let key = format!("{}", i % 1000);
            assert!(dhm[&key].len() >= 3);
            dhm[&key[..]].push('x');
        }
        println!("{:?}", dhm.0);
    }

    {
        #[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Hash, Debug)]
        struct K(u32);
        impl<'a> From<&'a u32> for K {
            fn from(v: &u32) -> K {
                K(*v)
            }
        }
        impl<'a> Borrow<u32> for K {
            fn borrow(&self) -> &u32 {
                &self.0
            }
        }
        let mut dhm = DefaultHashMap::<K, K>(HashMap::new(),
                                             UnsafeCell::new(HashMap::new()),
                                             K::from(&123));
        for i in 0..10000 {
            let key = i % 1000;
            assert!(dhm[&key].0 >= 123);
            dhm[&key].0 += 1;
        }
        println!("{:?}", dhm.0);
    }
}

（playground）

请注意，装箱只会稳定新条目的插入。要删除已装箱的条目，您仍需要对&mut self进行可变（DefaultHashMap）访问。

仅实现IndexMut而不实现Index

1 个答案: