9 标准库类型

译文 · 基于 The Rust Performance Book

标准库类型

原文链接: https://nnethercote.github.io/perf-book/standard-library-types.html

值得通读常见标准库类型的文档——例如 Vec、Option、Result 以及 Rc/Arc——以发现有时能提升性能的实用函数。

同样值得了解标准库类型的高性能替代方案，例如 Mutex、RwLock、Condvar 和 Once。

Vec

创建长度为 n 的零填充 Vec 的最佳方式是 vec![0; n]。这很简单，而且可能比使用 resize、extend 或任何涉及 unsafe 的替代方案同样快或更快，因为它可以利用操作系统协助。

Vec::remove 会移除指定索引处的元素，并将后续所有元素左移一位，因此是 O(n)。Vec::swap_remove 会用最后一个元素替换指定索引处的元素，不保持顺序，但是 O(1)。

Vec::retain 能高效地从 Vec 中移除多个元素。其他集合类型（如 String、HashSet 和 HashMap）也有等价方法。

Option 和 Result

Option::ok_or 将 Option 转换为 Result，并传入一个 err 参数，当 Option 值为 None 时使用。err 会被立即求值。若其计算开销很大，应改用 Option::ok_or_else，通过闭包惰性计算错误值。例如，应把下面这段代码：

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# fn expensive() {}
# let o: Option<u32> = None;
let r = o.ok_or(expensive()); // 总是会求值 `expensive()`

改成：

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3

# fn expensive() {}
# let o: Option<u32> = None;
let r = o.ok_or_else(|| expensive()); // 仅在需要时才求值 `expensive()`

示例。

Option::map_or、Option::unwrap_or、Result::or、Result::map_or 和 Result::unwrap_or 也有类似的惰性替代方法。

Rc/Arc

Rc::make_mut/Arc::make_mut 提供写时复制（clone-on-write）语义。它们会返回 Rc/Arc 的可变引用。若引用计数大于 1，会 clone 内部值以确保唯一所有权；否则直接修改原值。虽不常用，但偶尔极其有用。 示例 1， 示例 2。

Mutex、RwLock、Condvar 和 Once

parking_lot crate 提供了这些同步类型的替代实现。parking_lot 类型的 API 和语义与标准库中对应类型相似，但不完全相同。

parking_lot 版本过去在某些平台上通常比标准库版本更小、更快、更灵活，但标准库版本已在部分平台上大幅改进。因此切换到 parking_lot 之前应先测量。

若决定全面使用 parking_lot 类型，很容易在某些地方误用标准库等价类型。可以使用 Clippy 来避免这一问题。