好主意。`HashMap` 和 `HashSet` 是 Rust **最核心的标准库容器之一**，而且很多 Rust 代码都会围绕它们写。如果你打算系统试一遍，我建议按 **结构 → 常用方法 → 进阶 API → 迭代器 → 实用技巧** 这样理解，会非常清晰。

它们都在：

```rust
use std::collections::{HashMap, HashSet};
```

本质上：

* `HashMap<K, V>`：键值对
* `HashSet<T>`：只有键（本质上是 `HashMap<T, ()>`）

---

# 一、HashMap 结构

```rust
HashMap<K, V>
```

要求：

```rust
K: Eq + Hash
```

因为要进行哈希比较。

例子：

```rust
use std::collections::HashMap;

let mut map: HashMap<String, i32> = HashMap::new();
```

---

# 二、HashMap 创建方法

### 1 `new`

```rust
let map: HashMap<i32, i32> = HashMap::new();
```

---

### 2 `with_capacity`

提前分配空间。

```rust
let map: HashMap<i32, i32> = HashMap::with_capacity(100);
```

减少 rehash。

---

### 3 `from`

```rust
let map = HashMap::from([
    ("a", 1),
    ("b", 2),
]);
```

---

# 三、HashMap 基本操作

## 1 插入 `insert`

```rust
map.insert("apple", 3);
```

返回：

```rust
Option<V>
```

如果 key 已存在：

```rust
let old = map.insert("apple", 5);
```

`old = Some(3)`

---

## 2 获取 `get`

```rust
map.get("apple")
```

返回：

```rust
Option<&V>
```

例子：

```rust
if let Some(v) = map.get("apple") {
    println!("{}", v);
}
```

---

## 3 获取可变值 `get_mut`

```rust
map.get_mut("apple")
```

返回：

```
Option<&mut V>
```

例子：

```rust
if let Some(v) = map.get_mut("apple") {
    *v += 1;
}
```

---

## 4 删除 `remove`

```rust
map.remove("apple")
```

返回：

```
Option<V>
```

---

## 5 是否包含 key

```rust
map.contains_key("apple")
```

返回：

```
bool
```

---

# 四、Entry API（Rust最强HashMap接口）

Rust 的 HashMap **最强 API 是 `entry()`**。

它避免：

* 先查
* 再插入

这种两次查找。

---

## 1 entry

```rust
map.entry("apple")
```

返回：

```
Entry<K,V>
```

有两种：

```
Occupied
Vacant
```

---

## 2 or_insert

```rust
map.entry("apple").or_insert(0);
```

含义：

```
如果没有 -> 插入0
如果有 -> 返回已有值
```

返回：

```
&mut V
```

例子：

```rust
*map.entry("apple").or_insert(0) += 1;
```

经典 **词频统计**：

```rust
for word in words {
    *map.entry(word).or_insert(0) += 1;
}
```

---

## 3 or_insert_with

延迟计算。

```rust
map.entry("key").or_insert_with(|| expensive());
```

只有需要时才计算。

---

## 4 and_modify

```rust
map.entry("apple")
   .and_modify(|v| *v += 1)
   .or_insert(1);
```

意思：

```
如果存在 -> 修改
如果不存在 -> 插入
```

非常常用。

---

# 五、HashMap 遍历

## 1 遍历 key value

```rust
for (k, v) in &map {
    println!("{} {}", k, v);
}
```

类型：

```
(&K, &V)
```

---

## 2 只遍历 key

```rust
for k in map.keys() {
}
```

---

## 3 只遍历 value

```rust
for v in map.values() {
}
```

---

## 4 可变 value

```rust
for v in map.values_mut() {
    *v += 1;
}
```

---

# 六、HashMap 容量操作

## len

```rust
map.len()
```

---

## is_empty

```rust
map.is_empty()
```

---

## clear

```rust
map.clear()
```

删除全部。

---

## capacity

```rust
map.capacity()
```

---

## reserve

```rust
map.reserve(100);
```

增加容量。

---

## shrink_to_fit

```rust
map.shrink_to_fit();
```

释放多余空间。

---

# 七、HashMap 进阶 API

## remove_entry

删除并返回 key value

```rust
map.remove_entry("apple")
```

返回：

```
Option<(K,V)>
```

---

## retain

过滤元素

```rust
map.retain(|k, v| *v > 10);
```

---

## drain

清空并返回迭代器

```rust
for (k, v) in map.drain() {
}
```

---

# 八、HashSet

HashSet 本质：

```
HashMap<T, ()>
```

所以 API 很类似。

---

# 九、HashSet 创建

```rust
use std::collections::HashSet;

let mut set = HashSet::new();
```

---

### from

```rust
let set = HashSet::from([1,2,3]);
```

---

### with_capacity

```rust
HashSet::with_capacity(100);
```

---

# 十、HashSet 基本操作

## insert

```rust
set.insert(10);
```

返回：

```
bool
```

是否新插入。

---

## contains

```rust
set.contains(&10);
```

---

## remove

```rust
set.remove(&10);
```

---

## len

```rust
set.len()
```

---

## clear

```rust
set.clear()
```

---

# 十一、HashSet 集合运算（非常强）

## union

并集

```rust
set1.union(&set2)
```

---

## intersection

交集

```rust
set1.intersection(&set2)
```

---

## difference

差集

```rust
set1.difference(&set2)
```

---

## symmetric_difference

对称差

```rust
set1.symmetric_difference(&set2)
```

---

例子：

```rust
for x in set1.intersection(&set2) {
    println!("{}", x);
}
```

---

# 十二、HashSet 遍历

```rust
for v in &set {
    println!("{}", v);
}
```

---

# 十三、HashSet 关系判断

## is_subset

```rust
set1.is_subset(&set2)
```

---

## is_superset

```rust
set1.is_superset(&set2)
```

---

## is_disjoint

```rust
set1.is_disjoint(&set2)
```

两个集合是否没有交集。

---

# 十四、一个典型例子

### 去重

```rust
let nums = vec![1,2,2,3,4];

let set: HashSet<_> = nums.into_iter().collect();
```

---

### 统计词频

```rust
let mut map = HashMap::new();

for word in text.split_whitespace() {
    *map.entry(word).or_insert(0) += 1;
}
```

---

# 十五、Rust HashMap 一个隐藏知识

Rust标准库 HashMap **不是自己实现的**。

它使用：

**SwissTable**

来自：

Google

算法实现来自：

**Abseil**

特点：

* SIMD 查找
* robin hood hashing
* 非常快