## 自引用 本文分为上下两篇,试图彻底解决困扰大家已久的循环引用和自引用问题,因此难度较高,但是非常值得深入阅读,它会让你对Rust的理解上升到一个新的境界。 ## 使用Pin来解决自引用 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,防止该值的所有权被转移。通过Pin也可以实现自引用的数据结构: ```rust use std::marker::PhantomPinned; use std::pin::Pin; 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 // 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 struct Unmovable { data: String, slice: NonNull, _pin: PhantomPinned, } impl Unmovable { // To ensure the data doesn't move when the function returns, // we place it in the heap where it will stay for the lifetime of the object, // and the only way to access it would be through a pointer to it. fn new(data: String) -> Pin> { let res = Unmovable { data, // we only create the pointer once the data is in place // otherwise it will have already moved before we even started slice: NonNull::dangling(), _pin: PhantomPinned, }; let mut boxed = Box::pin(res); let slice = NonNull::from(&boxed.data); // we know this is safe because modifying a field doesn't move the whole struct unsafe { let mut_ref: Pin<&mut Self> = Pin::as_mut(&mut boxed); Pin::get_unchecked_mut(mut_ref).slice = slice; } boxed } } fn main() { let unmoved = Unmovable::new("hello".to_string()); // The pointer should point to the correct location, // so long as the struct hasn't moved. // Meanwhile, we are free to move the pointer around. let mut still_unmoved = unmoved; assert_eq!(still_unmoved.slice, NonNull::from(&still_unmoved.data)); // Since our type doesn't implement Unpin, this will fail to compile: // let mut new_unmoved = Unmovable::new("world".to_string()); // std::mem::swap(&mut *still_unmoved, &mut *new_unmoved); } ``` ## 三方库解决引用循环 一些三方库也可以用来解决引用循环的问题,例如: 1. https://github.com/Kimundi/owning-ref-rs 2. https://github.com/joshua-maros/ouroboros 不过需要注意的是,这些库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。 ## 总结 本文深入讲解了何为引用循环以及如何使用Weak来解决,同时还结合`Rc`、`RefCell`、`Weak`等实现了两个有实战价值的例子,让大家对智能指针的使用更加融会贯通。 至此,智能指针一章即将结束(严格来说还有一个Mutex放在多线程一章讲解),而Rust语言本身的学习之旅也即将结束,后面我们将深入多线程、项目工程、应用实践、性能分析等特色专题,来一睹Rust在这些领域的风采。