Rustの配列やベクタ、スライスについて

Posted at 2022-07-28

はじめに

現在Rustを勉強していますが配列やベクタ、スライスの違いに混乱したので
それぞれの特徴を整理してまとめました。
この記事では具体的な使い方よりもデータ構造を中心に解説します。

配列やベクタの仕組みを理解するには、メモリの知識が必要になるので簡単に解説します。
メモリの領域には大きく分けてスタックとヒープの2種類があります。
※厳密には他にも領域はありますがここでは割愛します
スタックの特徴は以下の通りです。

ヒープの特徴は以下の通りです。

配列の特徴は以下の通りです。

配列を宣言した場合のメモリ配置は下図の通りです。

let a: [i32; 5] = [0, 1, 2, 3, 4];

ベクタの特徴は以下の通りです。

ベクタを宣言した場合のメモリ配置は下図の通りです。
ベクタ自体はスタックに格納されます。

let v: Vec<i32> = vec![0 ,1, 2, 3, 4];

スライスの特徴は以下の通りです。

スライスを宣言した場合のメモリ配置は下図の通りです。
スライス自体はスタックに格納されます。

配列のスライスならスタックの要素を参照します。

let a: [i32; 5] = [0, 1, 2, 3, 4];
let s: &[i32] = &a[1..4];

ベクタのスライスならヒープの要素を参照します。

let v: Vec<i32> = vec![0, 1, 2, 3, 4];
let s: &[i32] = &v[3..];

自分は普段Pythonで書いているので、メモリについてはほとんど意識していませんでした。
ですがRustでプログラムを書くにはメモリ関係の知識がないと色々苦労します。
図を作成したおかげで理解がより深まった気がします。