为什么借用的 HashMap 的键和值是通过引用而不是值访问的？

Question

我有一个函数需要一个借来的HashMap，我需要通过键访问值。为什么键和值是引用而不是值？

我的简化代码：

fn print_found_so(ids: &Vec<i32>, file_ids: &HashMap<u16, String>) {
    for pos in ids {
        let whatever: u16 = *pos as u16;
        let last_string: &String = file_ids.get(&whatever).unwrap();

        println!("found: {:?}", last_string);
    }
}

• 为什么我必须指定密钥作为参考，即file_ids.get(&whatever).unwrap() 而不是file_ids.get(whatever).unwrap()？

• 据我了解，last_string 必须是 &String 类型，表示借用字符串，因为拥有的集合是借用的。对吗？

• 与上述观点类似，我是否正确假设 pos 是 &u16 类型，因为它从 ids 获取借用值？

Answer 1

考虑将参数作为引用或值传递的语义：

• 作为参考：没有所有权转让。被调用的函数只是借用了参数。

• 作为值：被调用函数拥有参数的所有权，调用者可能不再使用。

由于函数HashMap::get 不需要拥有密钥来查找元素，因此选择了限制较少的传递方法：通过引用。

另外，它不返回元素的值，只返回一个引用。如果它返回该值，则HashMap 中的值将不再由HashMap 拥有，因此将来无法访问。

Answer 2

虽然当密钥是 u16 时似乎没有帮助，但想想它如何与更复杂的密钥（例如 String）一起工作。

在这种情况下，按值获取键通常意味着必须为每次查找分配和初始化一个新的String，这会很昂贵。

Answer 3

TL;DR：Rust 不是 Java。

Rust 可能具有高级构造和数据结构，但它本质上是一种低级语言，正如它的指导原则之一所示：你不为你不付出的东西买单使用。

因此，该语言及其库将尽可能地尝试消除任何多余的成本，例如不必要地分配内存。

案例 1：按值取键。

如果键是String，这意味着为每次查找分配（和解除分配）内存，而您可以使用只分配一次的本地缓冲区。

案例 2：按值返回。

按值返回意味着：

• 您从容器中删除条目以将其提供给用户
• 您复制容器中的条目以将其提供给用户

后者显然效率低下（复制意味着分配），前者意味着如果用户想要在另一个插入中返回值，则必须再次进行，这意味着查找等......并且效率也很低。

简而言之，这种情况下按值返回是低效的。

因此，就效率而言，Rust 采取了最合乎逻辑的选择，并在可行时按值传递和返回。