@ -12,7 +12,7 @@ struct RefWithinMe<'a> {
pointer_to_value: & 'a str,
pointer_to_value: & 'a str,
}
}
```
```
以上就是一个很简单的自引用结构体, 看上去好像没什么,那来试着运行下:
以上就是一个很简单的自引用结构体, 看上去好像没什么,那来试着运行下:
```rust
```rust
fn main(){
fn main(){
let s = "aaa".to_string();
let s = "aaa".to_string();
@ -23,7 +23,7 @@ fn main(){
}
}
```
```
运行后报错:
运行后报错:
```console
```console
let v = SelfRef {
let v = SelfRef {
12 | value: s,
12 | value: s,
@ -35,7 +35,7 @@ fn main(){
因为我们试图同时使用值和值的引用,最终所有权转移和借用一起发生了。所以,这个问题貌似并没有那么好解决,不信你可以回想下自己具有的知识,是否可以解决?
因为我们试图同时使用值和值的引用,最终所有权转移和借用一起发生了。所以,这个问题貌似并没有那么好解决,不信你可以回想下自己具有的知识,是否可以解决?
## 使用 Option
## 使用 Option
最简单的方式就是使用`Opiton`分两步来实现:
最简单的方式就是使用 `Opiton` 分两步来实现:
```rust
```rust
#[derive(Debug)]
#[derive(Debug)]
struct WhatAboutThis< 'a> {
struct WhatAboutThis< 'a> {
@ -54,7 +54,7 @@ fn main() {
}
}
```
```
在某种程度上来说,`Option`这个方法可以工作,但是这个方法的限制较多,例如从一个函数创建并返回它是不可能的:
在某种程度上来说,`Option` 这个方法可以工作,但是这个方法的限制较多,例如从一个函数创建并返回它是不可能的:
```rust
```rust
fn creator< 'a>() -> WhatAboutThis< 'a> {
fn creator< 'a>() -> WhatAboutThis< 'a> {
let mut tricky = WhatAboutThis {
let mut tricky = WhatAboutThis {
@ -67,7 +67,7 @@ fn creator<'a>() -> WhatAboutThis<'a> {
}
}
```
```
报错如下:
报错如下:
```console
```console
error[E0515]: cannot return value referencing local data `tricky.name`
error[E0515]: cannot return value referencing local data `tricky.name`
--> src/main.rs:24:5
--> src/main.rs:24:5
@ -108,7 +108,7 @@ fn main() {
```
```
## unsafe 实现
## unsafe 实现
既然借用规则妨碍了我们,那就一脚踢开:
既然借用规则妨碍了我们,那就一脚踢开:
```rust
```rust
#[derive(Debug)]
#[derive(Debug)]
struct SelfRef {
struct SelfRef {
@ -134,7 +134,8 @@ impl SelfRef {
}
}
fn pointer_to_value(& self) -> & String {
fn pointer_to_value(& self) -> & String {
assert!(!self.pointer_to_value.is_null(), "Test::b called without Test::init being called first");
assert!(!self.pointer_to_value.is_null(),
"Test::b called without Test::init being called first");
unsafe { & *(self.pointer_to_value) }
unsafe { & *(self.pointer_to_value) }
}
}
}
}
@ -147,9 +148,9 @@ fn main() {
}
}
```
```
在这里,我们在`pointer_to_value`中直接存储原生指针, 而不是Rust的引用, 因此不再受到Rust借用规则和生命周期的限制, 而且实现起来非常清晰、简洁。但是缺点就是, 通过指针获取值时需要使用`unsafe`代码,
在这里,我们在 `pointer_to_value` 中直接存储原生指针,而不是 Rust 的引用,因此不再受到 Rust 借用规则和生命周期的限制,而且实现起来非常清晰、简洁。但是缺点就是,通过指针获取值时需要使用 `unsafe` 代码。
当然,上面的代码你还能通过原生指针来修改`String`,但是需要将`*const`修改为`*mut`:
当然,上面的代码你还能通过原生指针来修改 `String` ,但是需要将 `*const` 修改为 `*mut` :
```rust
```rust
#[derive(Debug)]
#[derive(Debug)]
struct SelfRef {
struct SelfRef {
@ -193,7 +194,7 @@ fn main() {
println!("{}, {:p}", t.value(), t.pointer_to_value());
println!("{}, {:p}", t.value(), t.pointer_to_value());
}
}
```
```
运行后输出:
运行后输出:
```console
```console
hello, 0x16f3aec70
hello, 0x16f3aec70
hello, world!, 0x16f3aec70
hello, world!, 0x16f3aec70
@ -202,15 +203,15 @@ hello, world!, 0x16f3aec70
上面的 `unsafe` 虽然简单好用,但是它不太安全,是否还有其他选择?还真的有,那就是 `Pin` 。
上面的 `unsafe` 虽然简单好用,但是它不太安全,是否还有其他选择?还真的有,那就是 `Pin` 。
## 无法被移动的 Pin
## 无法被移动的 Pin
Pin在后续章节会深入讲解, 目前你只需要知道它可以固定住一个值, 防止该值在内存中被移动。
` Pin` 在后续章节会深入讲解,目前你只需要知道它可以固定住一个值,防止该值在内存中被移动。
通过开头我们知道,自引用最麻烦的就是创建引用的同时,值的所有权会被转移,而通过Pin就可以很好的防止这一点:
通过开头我们知道,自引用最麻烦的就是创建引用的同时,值的所有权会被转移,而通过 `Pin` 就可以很好的防止这一点:
```rust
```rust
use std::marker::PhantomPinned;
use std::marker::PhantomPinned;
use std::pin::Pin;
use std::pin::Pin;
use std::ptr::NonNull;
use std::ptr::NonNull;
// 下面是一个自引用数据结构体,因为slice字段是一个指针, 指向了data 字段
// 下面是一个自引用数据结构体,因为 slice 字段是一个指针,指向了 data 字段
// 我们无法使用普通引用来实现,因为违背了 Rust 的编译规则
// 我们无法使用普通引用来实现,因为违背了 Rust 的编译规则
// 因此,这里我们使用了一个原生指针,通过 NonNull 来确保它不会为 null
// 因此,这里我们使用了一个原生指针,通过 NonNull 来确保它不会为 null
struct Unmovable {
struct Unmovable {
@ -220,7 +221,7 @@ struct Unmovable {
}
}
impl Unmovable {
impl Unmovable {
// 为了确保函数返回时数据的所有权不会被转移, 我们将它放在堆上, 唯一的访问方式就是通过指针
// 为了确保函数返回时数据的所有权不会被转移,我们将它放在堆上, 唯一的访问方式就是通过指针
fn new(data: String) -> Pin< Box < Self > > {
fn new(data: String) -> Pin< Box < Self > > {
let res = Unmovable {
let res = Unmovable {
data,
data,
@ -290,7 +291,7 @@ fn main(){
在使用时,通过 `borrow_value` 来借用 `value` 的值,通过 `borrow_pointer_to_value` 来借用 `pointer_to_value` 这个指针。
在使用时,通过 `borrow_value` 来借用 `value` 的值,通过 `borrow_pointer_to_value` 来借用 `pointer_to_value` 这个指针。
看上去很美好对吧?但是你可以尝试着去修改`String`字符串的值试试,`ouroboros`限制还是较多的,但是对于基本类型依然是支持的不错,以下例子来源于官方:
看上去很美好对吧?但是你可以尝试着去修改 `String` 字符串的值试试,`ouroboros` 限制还是较多的,但是对于基本类型依然是支持的不错,以下例子来源于官方:
```rust
```rust
use ouroboros::self_referencing;
use ouroboros::self_referencing;
@ -335,7 +336,7 @@ fn main() {
只能说,它确实帮助我们解决了问题,但是一个是破坏了原有的结构,另外就是并不是所有数据类型都支持:它需要目标值的内存地址不会改变,因此 `Vec` 动态数组就不适合, 因为当内存空间不够时, Rust 会重新分配一块空间来存放该数组,这会导致内存地址的改变。
只能说,它确实帮助我们解决了问题,但是一个是破坏了原有的结构,另外就是并不是所有数据类型都支持:它需要目标值的内存地址不会改变,因此 `Vec` 动态数组就不适合, 因为当内存空间不够时, Rust 会重新分配一块空间来存放该数组,这会导致内存地址的改变。
类似的库还有:
类似的库还有:
- [rental ](https://github.com/jpernst/rental ), 这个库其实是最有名的,但是好像不再维护了,用倒是没问题
- [rental ](https://github.com/jpernst/rental ), 这个库其实是最有名的,但是好像不再维护了,用倒是没问题
- [owning-ref ](https://github.com/Kimundi/owning-ref-rs ),将所有者和它的引用绑定到一个封装类型
- [owning-ref ](https://github.com/Kimundi/owning-ref-rs ),将所有者和它的引用绑定到一个封装类型
@ -352,7 +353,7 @@ fn main() {
## 学习一本书:如何实现链表
## 学习一本书:如何实现链表
最后,推荐一本专门将如何实现链表的书(真是富有Rust特色, 链表都能复杂到出书了O, O) , [Learn Rust by writing Entirely Too Many Linked Lists](https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/)
最后,推荐一本专门将如何实现链表的书(真是富有 Rust 特色, 链表都能复杂到出书了o_o) , [Learn Rust by writing Entirely Too Many Linked Lists](https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/)
## 总结
## 总结