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Deref和引用隐式转换

Deref 是解引用操作符*的特征,比如 *v。

一般理解,*v操作,是&v的反向操作,是为了获取&v指针指向的堆上对象。

强制隐式转换

Deref最神奇、最好用的地方并不在本身解引这个意义上Rust的设计者在它之上附加了一个特性强制隐式转换这才是它神奇之处。

这种隐式转换的规则为:

一个类型为T的对象foo如果T: Deref<Target=U>,那么,相关foo的引用&foo在应用的时候会自动转换&U

粗看这条规则,貌似有点类似于AsRef,而跟解引似乎风马牛不相及, 实际里面里面有些玄妙之处。

Rust编译器会在做*v操作的时候,自动先把v做引用归一化操作,即转换成内部通用引用的形式&v,整个表达式就变成 *&v。这里面有两种情况:

  1. 把智能指针比如在库中定义的Box, Rc, Arc, Cow 等),去掉壳,转成内部标准形式&v
  2. 把多重& (比如:&&&&&&&v),简化成&v(通过插入足够数量的*进行解引)。 所以,它实际上在解引用之前做了一个引用的归一化操作。

为什么要转呢? 因为编译器设计的能力是,只能够对 &v 这种引用进行解引用。其它形式的它不认识,所以要做引用归一化操作。

使用引用进行过渡也是为了能够防止不必要的拷贝。

下面举一些例子:

    fn foo(s: &str) {
        // borrow a string for a second
    }

    // String implements Deref<Target=str>
    let owned = "Hello".to_string();

    // therefore, this works:
    foo(&owned);

因为String实现了Deref<Target=str>

    use std::rc::Rc;

    fn foo(s: &str) {
        // borrow a string for a second
    }

    // String implements Deref<Target=str>
    let owned = "Hello".to_string();
    let counted = Rc::new(owned);

    // therefore, this works:
    foo(&counted);

因为Rc<T>实现了Deref<Target=T>

    fn foo(s: &[i32]) {
        // borrow a slice for a second
    }

    // Vec<T> implements Deref<Target=[T]>
    let owned = vec![1, 2, 3];

    foo(&owned);

因为Vec<T> 实现了Deref<Target=[T]>

    struct Foo;

    impl Foo {
        fn foo(&self) { println!("Foo"); }
    }

    let f = &&Foo;

    f.foo();
    (&f).foo();
    (&&f).foo();
    (&&&&&&&&f).foo();

上面那几种函数的调用,效果是一样的。

这种Deref涉及的隐式转换实际上是Rust中仅有的类型隐式转换设计它的目的是为了简化程序的书写让代码不至于过于繁琐。把人从无尽的类型细节中解脱出来让书写 Rust 代码变成一件快乐的事情。