在Rust中，迭代器是一种尤为重要的数据类型，
被用于遍历集合中的元素。
Rust中的大多数集合类型都可以转换成迭代器，
从而可以对它们进行遍历。
包括：数组(Array)、向量(Vec)、散列表(HashMap)
使用迭代器可以使代码更加简洁、优雅，并且支持 过滤，映射，折叠 等强大的操作
迭代器的基本概念
在Rust中，迭代器是一种实现了Iterator trait的类型。
该trait定义了在集合中遍历元素的一系列行为。
通过实现Iterator trait，可以将一个类型转换为一个迭代器，
从而实现迭代器等操作。
Iterator Trait
Iterator trait定义了迭代器的核心行为。
它包括next方法和其它几个方法。
next方法为集合中的下一个元素返回一个**Option值**，
直到所有元素都遍历完毕，此时返回None。
除了next方法，Iterator trait还定义了许多其他有用的方法，
例如map、filter等，允许对迭代器元素进行操作和转换。
pub trait Iterator {
type Item;
fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
}
Animal案例
让我们探索Animal结构体的迭代器的实现。
Animal类型实现了Iterator trait,
从而可以对其属性进行迭代。
以下是Animal类型的定义：
#[derive(Debug)]
struct Animal {
name: String,
age: u32,
kind: String,
i: i32,
}
我们为Animal实现Iterator trait，以使用for循环迭代其属性：
impl Iterator for Animal {
type Item = String;
fn next(&mut self) -> Option<Self:Item> {
let next_attribute = match self.i {
0 => Some(self.name.clone()),
1 => Some(self.age.to_string()),
2 => Some(self.kind.clone()),
_ => None,
};
self.i += 1;
next_attribute
}
}
现在我们已经将类型转换为迭代器，
我们可以从迭代器中调用各种方法。
例如，可以使用`for`循环来迭代`Animal`的每个属性：
```rust
fn main() {
let mut animal = Animal {
name: "Tome".to_string(),
age: 15,
kind: "cat".to_string(),
i: 0,
}
}
在上述代码中，我们定义了一个Animal的迭代器，
包括一个名为i的内部状态变量。
代码成功打印了Animal的所有信息。
让我们通过定义Animal向量并迭代打印每个Animal的属性来继续我们的探索：
fn print_all_attrs(animals: Vec<Animal>) {
for mut animal in animals {
println!("Name: {}", animal.next().unwrap());
println!("Age : {}", animal.next().unwrap());
println!("Kind: {}", animal.next().unwrap());
}
}
fn main() {
let animals = vec![Animal {
name: "Tom".to_string(),
age: 15,
kind: "cat".to_string(),
i: 0,
}];
print_all_attrs(animals);
}
在这段代码中，我们使用for循环来迭代所有Animal对象并逐一打印它们的属性。
迭代器的常见用途
map方法
map方法是Iterator trait中的一个关键方法。
它允许我们转换迭代器中的每个元素并返回一个新的迭代器。
例如：
fn main() {
let animals = vec![
Animal {
name: "Tom".to_string(),
age: 14,
kind: "cat".to_string(),
i: 0,
},
Animal {
name: "Jerry".to_string(),
age: 7,
kind: "mouse".to_string(),
i: 1,
},
];
let list: Vec<String> = animals
.into_iter()
.map(|ani| ani.name.clone())
.collect();
println!("{:?}", list);
}
在上面的代码中，我们定义了一个带有两个Animal对象的向量，
并使用map方法从每个Animal中提取name属性，
返回一个新的迭代器。
然后，collect()方法将其转换为向量。
filter方法
假设我们想找到三岁或以上的Animal。
我们可以使用过滤器来实现这一点：
fn main() {
let animals = vec![
Animal {
name: "Tom".to_string(),
age: 33,
kind: "cat".to_string(),
i: 3,
},
];
let filtered_animals: Vec<Animal> = animals
.into_iter()
.filter(|animal| animal.age >= 3)
.collect();
println!("{:?}", filtered_animals);
}
在上面的代码中，我们使用filter方法选择年龄为三岁或以上的Animal,
返回一个新的Animal向量。
enumerate方法
enumerate方法将迭代器中的每个元素与其索引配对，
返回一个新的迭代器。例如：
fn main() {
let animals = vec![
Animal {
name: "Tom".to_string(),
age: 33,
kind: "cat".to_string(),
i: 3,
},
Animal {
name: "Jay".to_string(),
age: 22,
kind: "mouse".to_string(),
i: 4,
},
];
for (i, animal) in animals.iter().enumerate() {
println!("{}: {:?}", i, animal);
}
}
在上面代码中，我们使用enumerate方法将每个Animal与其索引配对，
并使用for循环打印结果。
flat_map方法
flat_map方法不太常见但很有用。
它展平嵌套迭代器到单个迭代器中。例如：
fn main() {
let cat = Animal {
name: "Tom".to_string(),
age: 21,
kind: "cat".to_string(),
i: 3,
};
let mouse = Animal {
name: "Jerry".to_string(),
age: 3,
kind: "mouse".to_string(),
i: 2,
};
let animals = vec![vec![cat], vec![mouse]];
let list: Vec<Animal> = animals
.iter()
.flat_map(|x| x.iter().cloned())
.collect();
println!("{:?}", list);
}
在上面代码中，我么定义了一个2D向量Animals，并使用flat_map方法
将其展平为1D迭代器，将其转换回向量。
zip方法
要同时迭代两个向量，我们可以使用zip方法进行配对：
fn main() {
let names = vec!["Tom", "Jerry", "Bob"];
let ages = vec![3, 4, 5];
for (name, age) in names.iter().zip(ages.iter()) {
println!("{} is {} years old", name, age);
}
}
在上面代码中，我们使用zip方法将姓名和年龄向量中的元素配对，
并在for循环中打印每对。
fold方法
fold方法在Rust中时必不可少的；
它接受一个初始值和一个闭包，
迭代元素，
并将它们合并为一个值。例如：
fn main() {
let cat = Animal {
name: "Tom".to_string(),
age: 13,
kind: "cat".to_string(),
i: 0,
};
let mouse = Animal {
name: "Jerry".to_string(),
age: 7,
kind: "mouse".to_string(),
i: 1,
};
let animals = vec![cat, mouse];
let sum = animals
.iter()
.fold(0, |t, ani| t + ani.age);
println!("{}", sum);
}
在上面代码中，我们定义了一个带有两个Animal对象的向量，
并使用fold方法累加年龄属性，
返回结果总和。
总结
在Rust中，迭代器是遍历集合元素和支持各种操作的重要数据类型。
在本文中，我们探讨了迭代器的基本概念和常用方法，
并使用Animal示例演示了相应的代码。
希望读者能够扎实地理解Rust迭代器，并在实际编程中有效地应用它们。
