面试题：Rust集合在复杂算法优化中的应用

算法设计思路

范围查找：利用 BTreeMap 的有序特性，通过 range 方法高效定位指定时间范围内的键值对。
条件过滤：对查找到的键值对，使用迭代器的 filter 方法，根据自定义结构体中特定字段的比较逻辑进行过滤。
聚合操作：对过滤后的数据，使用迭代器的相关方法（如 fold）来执行复杂的聚合操作，例如计算加权平均值。
性能优化：
- 迭代器适配器：充分利用迭代器的链式调用，减少中间数据的生成和存储，提高代码的可读性和性能。
- 并发访问控制：如果数据集非常大，可以考虑使用 rayon 等并行处理库，将数据分块并行处理，加快聚合操作的速度。但需要注意处理好共享数据的并发访问问题，例如使用 Arc 和 Mutex 来保护共享资源。

核心Rust代码框架

use std::collections::BTreeMap;
use std::sync::{Arc, Mutex};
use rayon::prelude::*;

// 自定义结构体
#[derive(Clone)]
struct CustomStruct {
    // 结构体字段
    some_field: f64,
    weight: f64,
}

fn main() {
    let mut data_map: BTreeMap<u64, CustomStruct> = BTreeMap::new();
    // 填充数据
    data_map.insert(1, CustomStruct { some_field: 1.0, weight: 2.0 });
    data_map.insert(2, CustomStruct { some_field: 2.0, weight: 3.0 });
    data_map.insert(3, CustomStruct { some_field: 3.0, weight: 4.0 });

    let start_time: u64 = 1;
    let end_time: u64 = 3;

    // 范围查找、条件过滤和聚合操作
    let result = {
        let data_map_ref = Arc::new(Mutex::new(data_map));
        let data_map_clone = data_map_ref.clone();
        data_map_ref.lock().unwrap()
           .range(start_time..=end_time)
           .filter(|(_, value)| value.some_field > 1.5)
           .collect::<Vec<_>>()
           .par_iter()
           .fold(
                || (0.0, 0.0),
                |acc, (_, value)| {
                    (acc.0 + value.some_field * value.weight, acc.1 + value.weight)
                },
            )
           .reduce(
                |acc1, acc2| {
                    (acc1.0 + acc2.0, acc1.1 + acc2.0)
                },
            )
    };

    let weighted_average = if result.1 > 0.0 {
        result.0 / result.1
    } else {
        0.0
    };

    println!("加权平均值: {}", weighted_average);
}

代码说明

自定义结构体：定义了 CustomStruct 结构体，包含用于比较和计算加权平均值的字段。
范围查找：使用 range 方法获取指定时间范围内的键值对。
条件过滤：使用 filter 方法，根据 some_field > 1.5 的条件过滤数据。
聚合操作：使用 par_iter 进行并行迭代，fold 方法进行局部聚合，reduce 方法进行最终聚合，计算加权平均值。
并发访问控制：通过 Arc 和 Mutex 保护 BTreeMap，确保在并行处理时的数据安全。同时使用 rayon 库实现并行计算，提高性能。

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面试题答案

算法设计思路

核心Rust代码框架

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