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<title>类型转换 - Rust语言圣经(Rust Course)</title>
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<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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try {
var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');
if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
}
if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
}
} catch (e) { }
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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var theme;
try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
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<input type="checkbox" id="sidebar-toggle-anchor" class="hidden">
<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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var body = document.querySelector('body');
var sidebar = null;
var sidebar_toggle = document.getElementById("sidebar-toggle-anchor");
if (document.body.clientWidth >= 1080) {
try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
sidebar = sidebar || 'visible';
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sidebar = 'hidden';
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body.classList.add("sidebar-" + sidebar);
</script>
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</div>
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</div>
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<!-- Track and set sidebar scroll position -->
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if (e.target.tagName === 'A') {
sessionStorage.setItem('sidebar-scroll', sidebarScrollbox.scrollTop);
}
}, { passive: true });
var sidebarScrollTop = sessionStorage.getItem('sidebar-scroll');
sessionStorage.removeItem('sidebar-scroll');
if (sidebarScrollTop) {
// preserve sidebar scroll position when navigating via links within sidebar
sidebarScrollbox.scrollTop = sidebarScrollTop;
} else {
// scroll sidebar to current active section when navigating via "next/previous chapter" buttons
var activeSection = document.querySelector('#sidebar .active');
if (activeSection) {
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}
}
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<h1 class="menu-title">Rust语言圣经(Rust Course)</h1>
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<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
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document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function(link) {
link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
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<div id="content" class="content">
<!-- Page table of contents -->
<div class="sidetoc"><nav class="pagetoc"></nav></div>
<main>
<h1 id="类型转换"><a class="header" href="#类型转换">类型转换</a></h1>
<p>Rust 是类型安全的语言，因此在 Rust 中做类型转换不是一件简单的事，这一章节我们将对 Rust 中的类型转换进行详尽讲解。</p>
<blockquote>
<p>高能预警：本章节有些难，可以考虑学了进阶后回头再看</p>
</blockquote>
<h2 id="as转换"><a class="header" href="#as转换"><code>as</code>转换</a></h2>
<p>先来看一段代码：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">fn main() {
let a: i32 = 10;
let b: u16 = 100;
if a &lt; b {
println!(&quot;Ten is less than one hundred.&quot;);
}
}</code></pre></pre>
<p>能跟着这本书一直学习到这里，说明你对 Rust 已经有了一定的理解，那么一眼就能看出这段代码注定会报错，因为 <code>a</code> 和 <code>b</code> 拥有不同的类型，Rust 不允许两种不同的类型进行比较。</p>
<p>解决办法很简单，只要把 <code>b</code> 转换成 <code>i32</code> 类型即可，Rust 中内置了一些基本类型之间的转换，这里使用 <code>as</code> 操作符来完成： <code>if a &lt; (b as i32) {...}</code>。那么为什么不把 <code>a</code> 转换成 <code>u16</code> 类型呢？</p>
<p>因为每个类型能表达的数据范围不同，如果把范围较大的类型转换成较小的类型，会造成错误，因此我们需要把范围较小的类型转换成较大的类型，来避免这些问题的发生。</p>
<blockquote>
<p>使用类型转换需要小心，因为如果执行以下操作 <code>300_i32 as i8</code>，你将获得 <code>44</code> 这个值，而不是 <code>300</code>，因为 <code>i8</code> 类型能表达的的最大值为 <code>2^7 - 1</code>，使用以下代码可以查看 <code>i8</code> 的最大值：</p>
</blockquote>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>let a = i8::MAX;
println!(&quot;{}&quot;,a);
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>下面列出了常用的转换形式：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">fn main() {
let a = 3.1 as i8;
let b = 100_i8 as i32;
let c = 'a' as u8; // 将字符'a'转换为整数，97
println!(&quot;{},{},{}&quot;,a,b,c)
}</code></pre></pre>
<h4 id="内存地址转换为指针"><a class="header" href="#内存地址转换为指针">内存地址转换为指针</a></h4>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>let mut values: [i32; 2] = [1, 2];
let p1: *mut i32 = values.as_mut_ptr();
let first_address = p1 as usize; // 将p1内存地址转换为一个整数
let second_address = first_address + 4; // 4 == std::mem::size_of::&lt;i32&gt;()，i32类型占用4个字节，因此将内存地址 + 4
let p2 = second_address as *mut i32; // 访问该地址指向的下一个整数p2
unsafe {
*p2 += 1;
}
assert_eq!(values[1], 3);
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<h4 id="强制类型转换的边角知识"><a class="header" href="#强制类型转换的边角知识">强制类型转换的边角知识</a></h4>
<ol>
<li>转换不具有传递性
就算 <code>e as U1 as U2</code> 是合法的，也不能说明 <code>e as U2</code> 是合法的（<code>e</code> 不能直接转换成 <code>U2</code>）。</li>
</ol>
<h2 id="tryinto-转换"><a class="header" href="#tryinto-转换">TryInto 转换</a></h2>
<p>在一些场景中，使用 <code>as</code> 关键字会有比较大的限制。如果你想要在类型转换上拥有完全的控制而不依赖内置的转换，例如处理转换错误，那么可以使用 <code>TryInto</code> ：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use std::convert::TryInto;
fn main() {
let a: u8 = 10;
let b: u16 = 1500;
let b_: u8 = b.try_into().unwrap();
if a &lt; b_ {
println!(&quot;Ten is less than one hundred.&quot;);
}
}</code></pre></pre>
<p>上面代码中引入了 <code>std::convert::TryInto</code> 特征，但是却没有使用它，可能有些同学会为此困惑，主要原因在于<strong>如果你要使用一个特征的方法，那么你需要引入该特征到当前的作用域中</strong>，我们在上面用到了 <code>try_into</code> 方法，因此需要引入对应的特征。但是 Rust 又提供了一个非常便利的办法，把最常用的标准库中的特征通过<a href="https://course.rs/appendix/prelude.html"><code>std::prelude</code></a>模块提前引入到当前作用域中，其中包括了 <code>std::convert::TryInto</code>，你可以尝试删除第一行的代码 <code>use ...</code>，看看是否会报错。</p>
<p><code>try_into</code> 会尝试进行一次转换，并返回一个 <code>Result</code>，此时就可以对其进行相应的错误处理。由于我们的例子只是为了快速测试，因此使用了 <code>unwrap</code> 方法，该方法在发现错误时，会直接调用 <code>panic</code> 导致程序的崩溃退出，在实际项目中，请不要这么使用，具体见<a href="https://course.rs/basic/result-error/panic.html#%E8%B0%83%E7%94%A8-panic">panic</a>部分。</p>
<p>最主要的是 <code>try_into</code> 转换会捕获大类型向小类型转换时导致的溢出错误：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">fn main() {
let b: i16 = 1500;
let b_: u8 = match b.try_into() {
Ok(b1) =&gt; b1,
Err(e) =&gt; {
println!(&quot;{:?}&quot;, e.to_string());
0
}
};
}</code></pre></pre>
<p>运行后输出如下 <code>&quot;out of range integral type conversion attempted&quot;</code>，在这里我们程序捕获了错误，编译器告诉我们类型范围超出的转换是不被允许的，因为我们试图把 <code>1500_i16</code> 转换为 <code>u8</code> 类型，后者明显不足以承载这么大的值。</p>
<h2 id="通用类型转换"><a class="header" href="#通用类型转换">通用类型转换</a></h2>
<p>虽然 <code>as</code> 和 <code>TryInto</code> 很强大，但是只能应用在数值类型上，可是 Rust 有如此多的类型，想要为这些类型实现转换，我们需要另谋出路，先来看看在一个笨办法，将一个结构体转换为另外一个结构体：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct Foo {
x: u32,
y: u16,
}
struct Bar {
a: u32,
b: u16,
}
fn reinterpret(foo: Foo) -&gt; Bar {
let Foo { x, y } = foo;
Bar { a: x, b: y }
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>简单粗暴，但是从另外一个角度来看，也挺啰嗦的，好在 Rust 为我们提供了更通用的方式来完成这个目的。</p>
<h4 id="强制类型转换"><a class="header" href="#强制类型转换">强制类型转换</a></h4>
<p>在某些情况下，类型是可以进行隐式强制转换的，虽然这些转换弱化了 Rust 的类型系统，但是它们的存在是为了让 Rust 在大多数场景可以工作(说白了，帮助用户省事)，而不是报各种类型上的编译错误。</p>
<p>首先，在匹配特征时，不会做任何强制转换(除了方法)。一个类型 <code>T</code> 可以强制转换为 <code>U</code>，不代表 <code>impl T</code> 可以强制转换为 <code>impl U</code>，例如下面的代码就无法通过编译检查：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">trait Trait {}
fn foo&lt;X: Trait&gt;(t: X) {}
impl&lt;'a&gt; Trait for &amp;'a i32 {}
fn main() {
let t: &amp;mut i32 = &amp;mut 0;
foo(t);
}</code></pre></pre>
<p>报错如下：</p>
<pre><code class="language-console">error[E0277]: the trait bound `&amp;mut i32: Trait` is not satisfied
--&gt; src/main.rs:9:9
|
9 | foo(t);
| ^ the trait `Trait` is not implemented for `&amp;mut i32`
|
= help: the following implementations were found:
&lt;&amp;'a i32 as Trait&gt;
= note: `Trait` is implemented for `&amp;i32`, but not for `&amp;mut i32`
</code></pre>
<p><code>&amp;i32</code> 实现了特征 <code>Trait</code>， <code>&amp;mut i32</code> 可以转换为 <code>&amp;i32</code>，但是 <code>&amp;mut i32</code> 依然无法作为 <code>Trait</code> 来使用。<!-- 这一段没读懂，代码中的例子好像和上面的文字描述关系不大 --></p>
<h4 id="点操作符"><a class="header" href="#点操作符">点操作符</a></h4>
<p>方法调用的点操作符看起来简单，实际上非常不简单，它在调用时，会发生很多魔法般的类型转换，例如：自动引用、自动解引用，强制类型转换直到类型能匹配等。</p>
<p>假设有一个方法 <code>foo</code>，它有一个接收器(接收器就是 <code>self</code>、<code>&amp;self</code>、<code>&amp;mut self</code> 参数)。如果调用 <code>value.foo()</code>，编译器在调用 <code>foo</code> 之前，需要决定到底使用哪个 <code>Self</code> 类型来调用。现在假设 <code>value</code> 拥有类型 <code>T</code>。</p>
<p>再进一步，我们使用<a href="https://course.rs/basic/trait/advance-trait.html#%E5%AE%8C%E5%85%A8%E9%99%90%E5%AE%9A%E8%AF%AD%E6%B3%95">完全限定语法</a>来进行准确的函数调用:</p>
<ol>
<li>首先，编译器检查它是否可以直接调用 <code>T::foo(value)</code>，称之为<strong>值方法调用</strong></li>
<li>如果上一步调用无法完成(例如方法类型错误或者特征没有针对 <code>Self</code> 进行实现，上文提到过特征不能进行强制转换)，那么编译器会尝试增加自动引用，例如会尝试以下调用： <code>&lt;&amp;T&gt;::foo(value)</code> 和 <code>&lt;&amp;mut T&gt;::foo(value)</code>，称之为<strong>引用方法调用</strong></li>
<li>若上面两个方法依然不工作，编译器会试着解引用 <code>T</code> ，然后再进行尝试。这里使用了 <code>Deref</code> 特征 —— 若 <code>T: Deref&lt;Target = U&gt;</code> (<code>T</code> 可以被解引用为 <code>U</code>)，那么编译器会使用 <code>U</code> 类型进行尝试，称之为<strong>解引用方法调用</strong></li>
<li>若 <code>T</code> 不能被解引用，且 <code>T</code> 是一个定长类型(在编译期类型长度是已知的)，那么编译器也会尝试将 <code>T</code> 从定长类型转为不定长类型，例如将 <code>[i32; 2]</code> 转为 <code>[i32]</code></li>
<li>若还是不行，那...没有那了，最后编译器大喊一声：汝欺我甚，不干了！</li>
</ol>
<p>下面我们来用一个例子来解释上面的方法查找算法:</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>let array: Rc&lt;Box&lt;[T; 3]&gt;&gt; = ...;
let first_entry = array[0];
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p><code>array</code> 数组的底层数据隐藏在了重重封锁之后，那么编译器如何使用 <code>array[0]</code> 这种数组原生访问语法通过重重封锁，准确的访问到数组中的第一个元素？</p>
<ol>
<li>首先， <code>array[0]</code> 只是<a href="https://doc.rust-lang.org/std/ops/trait.Index.html"><code>Index</code></a>特征的语法糖：编译器会将 <code>array[0]</code> 转换为 <code>array.index(0)</code> 调用，当然在调用之前，编译器会先检查 <code>array</code> 是否实现了 <code>Index</code> 特征。</li>
<li>接着，编译器检查 <code>Rc&lt;Box&lt;[T; 3]&gt;&gt;</code> 是否有实现 <code>Index</code> 特征，结果是否，不仅如此，<code>&amp;Rc&lt;Box&lt;[T; 3]&gt;&gt;</code> 与 <code>&amp;mut Rc&lt;Box&lt;[T; 3]&gt;&gt;</code> 也没有实现。</li>
<li>上面的都不能工作，编译器开始对 <code>Rc&lt;Box&lt;[T; 3]&gt;&gt;</code> 进行解引用，把它转变成 <code>Box&lt;[T; 3]&gt;</code></li>
<li>此时继续对 <code>Box&lt;[T; 3]&gt;</code> 进行上面的操作 ：<code>Box&lt;[T; 3]&gt;</code>， <code>&amp;Box&lt;[T; 3]&gt;</code>，和 <code>&amp;mut Box&lt;[T; 3]&gt;</code> 都没有实现 <code>Index</code> 特征，所以编译器开始对 <code>Box&lt;[T; 3]&gt;</code> 进行解引用，然后我们得到了 <code>[T; 3]</code></li>
<li><code>[T; 3]</code> 以及它的各种引用都没有实现 <code>Index</code> 索引(是不是很反直觉:D，在直觉中，数组都可以通过索引访问，实际上只有数组切片才可以!)，它也不能再进行解引用，因此编译器只能祭出最后的大杀器：将定长转为不定长，因此 <code>[T; 3]</code> 被转换成 <code>[T]</code>，也就是数组切片，它实现了 <code>Index</code> 特征，因此最终我们可以通过 <code>index</code> 方法访问到对应的元素。</li>
</ol>
<p>过程看起来很复杂，但是也还好，挺好理解，如果你现在不能彻底理解，也不要紧，等以后对 Rust 理解更深了，同时需要深入理解类型转换时，再来细细品读本章。</p>
<p>再来看看以下更复杂的例子：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn do_stuff&lt;T: Clone&gt;(value: &amp;T) {
let cloned = value.clone();
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>上面例子中 <code>cloned</code> 的类型是什么？首先编译器检查能不能进行<strong>值方法调用</strong>， <code>value</code> 的类型是 <code>&amp;T</code>，同时 <code>clone</code> 方法的签名也是 <code>&amp;T</code> ： <code>fn clone(&amp;T) -&gt; T</code>，因此可以进行值方法调用，再加上编译器知道了 <code>T</code> 实现了 <code>Clone</code>，因此 <code>cloned</code> 的类型是 <code>T</code>。</p>
<p>如果 <code>T: Clone</code> 的特征约束被移除呢？</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn do_stuff&lt;T&gt;(value: &amp;T) {
let cloned = value.clone();
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>首先，从直觉上来说，该方法会报错，因为 <code>T</code> 没有实现 <code>Clone</code> 特征，但是真实情况是什么呢？</p>
<p>我们先来推导一番。 首先通过值方法调用就不再可行，因为 <code>T</code> 没有实现 <code>Clone</code> 特征，也就无法调用 <code>T</code> 的 <code>clone</code> 方法。接着编译器尝试<strong>引用方法调用</strong>，此时 <code>T</code> 变成 <code>&amp;T</code>，在这种情况下， <code>clone</code> 方法的签名如下： <code>fn clone(&amp;&amp;T) -&gt; &amp;T</code>，接着我们现在对 <code>value</code> 进行了引用。 编译器发现 <code>&amp;T</code> 实现了 <code>Clone</code> 类型(所有的引用类型都可以被复制，因为其实就是复制一份地址)，因此可以推出 <code>cloned</code> 也是 <code>&amp;T</code> 类型。</p>
<p>最终，我们复制出一份引用指针，这很合理，因为值类型 <code>T</code> 没有实现 <code>Clone</code>，只能去复制一个指针了。</p>
<p>下面的例子也是自动引用生效的地方：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>#[derive(Clone)]
struct Container&lt;T&gt;(Arc&lt;T&gt;);
fn clone_containers&lt;T&gt;(foo: &amp;Container&lt;i32&gt;, bar: &amp;Container&lt;T&gt;) {
let foo_cloned = foo.clone();
let bar_cloned = bar.clone();
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>推断下上面的 <code>foo_cloned</code> 和 <code>bar_cloned</code> 是什么类型？提示: 关键在 <code>Container</code> 的泛型参数，一个是 <code>i32</code> 的具体类型，一个是泛型类型，其中 <code>i32</code> 实现了 <code>Clone</code>，但是 <code>T</code> 并没有。</p>
<p>首先要复习一下复杂类型派生 <code>Clone</code> 的规则：一个复杂类型能否派生 <code>Clone</code>，需要它内部的所有子类型都能进行 <code>Clone</code>。因此 <code>Container&lt;T&gt;(Arc&lt;T&gt;)</code> 是否实现 <code>Clone</code> 的关键在于 <code>T</code> 类型是否实现了 <code>Clone</code> 特征。</p>
<p>上面代码中，<code>Container&lt;i32&gt;</code> 实现了 <code>Clone</code> 特征，因此编译器可以直接进行值方法调用，此时相当于直接调用 <code>foo.clone</code>，其中 <code>clone</code> 的函数签名是 <code>fn clone(&amp;T) -&gt; T</code>，由此可以看出 <code>foo_cloned</code> 的类型是 <code>Container&lt;i32&gt;</code>。</p>
<p>然而，<code>bar_cloned</code> 的类型却是 <code>&amp;Container&lt;T&gt;</code>，这个不合理啊，明明我们为 <code>Container&lt;T&gt;</code> 派生了 <code>Clone</code> 特征，因此它也应该是 <code>Container&lt;T&gt;</code> 类型才对。万事皆有因，我们先来看下 <code>derive</code> 宏最终生成的代码大概是啥样的：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>impl&lt;T&gt; Clone for Container&lt;T&gt; where T: Clone {
fn clone(&amp;self) -&gt; Self {
Self(Arc::clone(&amp;self.0))
}
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>从上面代码可以看出，派生 <code>Clone</code> 能实现的根本是 <code>T</code> 实现了<a href="https://doc.rust-lang.org/std/clone/trait.Clone.html#derivable"><code>Clone</code>特征</a>：<code>where T: Clone</code>， 因此 <code>Container&lt;T&gt;</code> 就没有实现 <code>Clone</code> 特征。</p>
<p>编译器接着会去尝试引用方法调用，此时 <code>&amp;Container&lt;T&gt;</code> 引用实现了 <code>Clone</code>，最终可以得出 <code>bar_cloned</code> 的类型是 <code>&amp;Container&lt;T&gt;</code>。</p>
<p>当然，也可以为 <code>Container&lt;T&gt;</code> 手动实现 <code>Clone</code> 特征：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>impl&lt;T&gt; Clone for Container&lt;T&gt; {
fn clone(&amp;self) -&gt; Self {
Self(Arc::clone(&amp;self.0))
}
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>此时，编译器首次尝试值方法调用即可通过，因此 <code>bar_cloned</code> 的类型变成 <code>Container&lt;T&gt;</code>。</p>
<p>这一块儿内容真的挺复杂，每一个坚持看完的读者都是真正的勇士，我也是：为了写好这块儿内容，作者足足花了 <strong>4</strong> 个小时！</p>
<h4 id="变形记transmutes"><a class="header" href="#变形记transmutes">变形记(Transmutes)</a></h4>
<p>前方危险，敬请绕行！</p>
<p>类型系统，你让开！我要自己转换这些类型，不成功便成仁！虽然本书大多是关于安全的内容，我还是希望你能仔细考虑避免使用本章讲到的内容。这是你在 Rust 中所能做到的真真正正、彻彻底底、最最可怕的非安全行为，在这里，所有的保护机制都形同虚设。</p>
<p>先让你看看深渊长什么样，开开眼，然后你再决定是否深入： <code>mem::transmute&lt;T, U&gt;</code> 将类型 <code>T</code> 直接转成类型 <code>U</code>，唯一的要求就是，这两个类型占用同样大小的字节数！我的天，这也算限制？这简直就是无底线的转换好吧？看看会导致什么问题：</p>
<ol>
<li>首先也是最重要的，转换后创建一个任意类型的实例会造成无法想象的混乱，而且根本无法预测。不要把 <code>3</code> 转换成 <code>bool</code> 类型，就算你根本不会去使用该 <code>bool</code> 类型，也不要去这样转换</li>
<li>变形后会有一个重载的返回类型，即使你没有指定返回类型，为了满足类型推导的需求，依然会产生千奇百怪的类型</li>
<li>将 <code>&amp;</code> 变形为 <code>&amp;mut</code> 是未定义的行为
<ul>
<li>这种转换永远都是未定义的</li>
<li>不，你不能这么做</li>
<li>不要多想，你没有那种幸运</li>
</ul>
</li>
<li>变形为一个未指定生命周期的引用会导致<a href="https://course.rs/advance/lifetime/advance.html">无界生命周期</a></li>
<li>在复合类型之间互相变换时，你需要保证它们的排列布局是一模一样的！一旦不一样，那么字段就会得到不可预期的值，这也是未定义的行为，至于你会不会因此愤怒， <strong>WHO CARES</strong> ，你都用了变形了，老兄！</li>
</ol>
<p>对于第 5 条，你该如何知道内存的排列布局是一样的呢？对于 <code>repr(C)</code> 类型和 <code>repr(transparent)</code> 类型来说，它们的布局是有着精确定义的。但是对于你自己的&quot;普通却自信&quot;的 Rust 类型 <code>repr(Rust)</code> 来说，它可不是有着精确定义的。甚至同一个泛型类型的不同实例都可以有不同的内存布局。 <code>Vec&lt;i32&gt;</code> 和 <code>Vec&lt;u32&gt;</code> 它们的字段可能有着相同的顺序，也可能没有。对于数据排列布局来说，<strong>什么能保证，什么不能保证</strong>目前还在 Rust 开发组的<a href="https://rust-lang.github.io/unsafe-code-guidelines/layout.html">工作任务</a>中呢。</p>
<p>你以为你之前凝视的是深渊吗？不，你凝视的只是深渊的大门。 <code>mem::transmute_copy&lt;T, U&gt;</code> 才是真正的深渊，它比之前的还要更加危险和不安全。它从 <code>T</code> 类型中拷贝出 <code>U</code> 类型所需的字节数，然后转换成 <code>U</code>。 <code>mem::transmute</code> 尚有大小检查，能保证两个数据的内存大小一致，现在这哥们干脆连这个也丢了，只不过 <code>U</code> 的尺寸若是比 <code>T</code> 大，会是一个未定义行为。</p>
<p>当然，你也可以通过裸指针转换和 <code>unions</code> (todo!)获得所有的这些功能，但是你将无法获得任何编译提示或者检查。裸指针转换和 <code>unions</code> 也不是魔法，无法逃避上面说的规则。</p>
<p><code>transmute</code> 虽然危险，但作为一本工具书，知识当然要全面，下面列举两个有用的 <code>transmute</code> 应用场景 :)。</p>
<ul>
<li>将裸指针变成函数指针：</li>
</ul>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>fn foo() -&gt; i32 {
0
}
let pointer = foo as *const ();
let function = unsafe {
// 将裸指针转换为函数指针
std::mem::transmute::&lt;*const (), fn() -&gt; i32&gt;(pointer)
};
assert_eq!(function(), 0);
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<ul>
<li>延长生命周期，或者缩短一个静态生命周期寿命：</li>
</ul>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct R&lt;'a&gt;(&amp;'a i32);
// 将 'b 生命周期延长至 'static 生命周期
unsafe fn extend_lifetime&lt;'b&gt;(r: R&lt;'b&gt;) -&gt; R&lt;'static&gt; {
std::mem::transmute::&lt;R&lt;'b&gt;, R&lt;'static&gt;&gt;(r)
}
// 将 'static 生命周期缩短至 'c 生命周期
unsafe fn shorten_invariant_lifetime&lt;'b, 'c&gt;(r: &amp;'b mut R&lt;'static&gt;) -&gt; &amp;'b mut R&lt;'c&gt; {
std::mem::transmute::&lt;&amp;'b mut R&lt;'static&gt;, &amp;'b mut R&lt;'c&gt;&gt;(r)
}
<span class="boring">}</span></code></pre></pre>
<p>以上例子非常先进！但是是非常不安全的 Rust 行为！</p>
<h2 id="课后练习"><a class="header" href="#课后练习">课后练习</a></h2>
<blockquote>
<p>Rust By Practice，支持代码在线编辑和运行，并提供详细的习题解答。</p>
<ul>
<li><a href="https://practice-zh.course.rs/type-conversions/as.html">as</a>
<ul>
<li><a href="https://github.com/sunface/rust-by-practice/blob/master/solutions/type-conversions/as.md">习题解答</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="https://practice-zh.course.rs/type-conversions/from-into.html">From/Into</a>
<ul>
<li><a href="https://github.com/sunface/rust-by-practice/blob/master/solutions/type-conversions/from-into.md">习题解答</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="https://practice-zh.course.rs/type-conversions/others.html">其它转换</a>
<ul>
<li><a href="https://github.com/sunface/rust-by-practice/blob/master/solutions/type-conversions/others.md">习题解答</a></li>
</ul>
</li>
</ul>
</blockquote>
<div id="giscus-container"></div>
</main>
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