Rust 智能指針實現(xiàn)方法

更新時間：2024年01月23日 10:30:18 作者：繁星遙可及

這篇文章主要介紹了Rust 智能指針的實現(xiàn)方法,本文給大家介紹的非常詳細,對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友參考下吧

Rust 第24節(jié) 智能指針

智能指針的實現(xiàn)

智能指針通常使用struct實現(xiàn)，
并實現(xiàn)Deref和Drop這兩個trait

Deref trait:允許智能指針struct 的實例像引用一樣使用

Drop triat: 允許你自定義當智能指針實例走出作用域時的代碼

標準庫中常見的智能指針

Box<T>:在heap內(nèi)存上分配值
Rc<T>: 啟用多重所有權(quán)的引用技術(shù)類型
Ref<T>     RefMut<T>     通過RefCall<T> 訪問：在運行時而不是編譯時強制借用規(guī)則的類型

使用Box 來指向Heap上的數(shù)據(jù)

他是最簡單的智能指針

    let b = Box::new(5);
    println!("b = {}",b);

rust 編譯時需要知道一個類型所占的空間大小

但是遞歸類型的大小在編譯時無法確認大小

使用Box可以解決，Box是指針，大小確認

Deref Trait

Deref 解引用，我們可以自定義解引用運算符*的行為

通過Deref，智能指針可以像常規(guī)引用一樣來處理

解引用運算符

    let x = 5;
    let y = &x;
    assert_eq!(5,x);
    assert_eq!(5,*y);

使用box

    let y = Box::new(5);
    assert_eq!(5,*y);

自定義一個元組指針

struct Mypointer<T>(T); //結(jié)構(gòu)體元組，只有一個成員
//元組結(jié)構(gòu)體相當于沒有成員名字的結(jié)構(gòu)體，通過索引訪問
impl<T> Mypointer<T> {
    fn new(x : T) -> Mypointer<T> {
        Mypointer(x)
    }
}
//要讓其成為指針，需要實現(xiàn)Deref方法
impl<T> Deref for Mypointer<T> {
    type Target = T;
    fn deref(&self) -> &T {
        &self.0
    }
}
    let y = Mypointer::new(5);
    assert_eq!(5,*y);

Deref 隱式解引用方法

當傳入類型與函數(shù)接收類型不匹配時，如果參數(shù)實現(xiàn)了Deref trait，則編譯器會自動調(diào)用Deref方法，對參數(shù)類型進行匹配；

例子：

fn hello(name :  & str) {
    println!("hello,{}",name);
}
    hello("Rust");
    let m = Mypointer::new(String::from("Rust"));
        //原始類型為 &mypointer<String>
        // deref &string
        // deref &str
    hello(&m);

Drop Trait

實現(xiàn)后，可以自定義值離開作用域時發(fā)生的動作

要求實現(xiàn)drop方法

在變量離開作用域時，會自動調(diào)用drop方法

例子：

impl<T> Drop for Mypointer<T> {
    fn drop(&mut self) {
        println!("run drop function----")
    }
}

不能手動調(diào)用.drop()方法

但是可以調(diào)用drop(變量)函數(shù) 進行手動注銷

Rc引用計數(shù)智能指針

有時，一個值會有多個所有者

為了支持多重所有權(quán)，引入 Rc

Rc只能用于單線程場景

方法：

Rc::clone(&a)函數(shù)：增加引用計數(shù)

Rc::strong_count(&a): 獲得引用計數(shù)

例子：

enum Node2 {
    Next2(i32 ,Rc<Node2> ),
    Nul
}
use self::Node2::Next2;
use self::Node2::Nul;
.... main.....
    let a = Rc::new( Next2(5, Rc::new( Nul ) ));
    println!("a value is {}",Rc::strong_count(&a));
    let b = Rc::new( Next2(
        12, Rc::clone(&a)
        )
    );
    println!("after b :a value is {}",Rc::strong_count(&a));
    let c = Rc::new(
        Next2(  11, Rc::clone(&a)  )
    );
    println!("after c: a value is {}",Rc::strong_count(&a));
    {
        let d = Rc::new(
            Next2(  15, Rc::clone(&a)  )
        );
        println!("after d :a value is {}",Rc::strong_count(&a));
    }
    println!("end : a value is {}",Rc::strong_count(&a));
....end....

通過不可變的引用，使你可以在程序不同部分之間共享只讀數(shù)據(jù)

與clone()相比，屬于淺拷貝，執(zhí)行速度快

RefCell 和內(nèi)部可變性

內(nèi)部可變性：

允許在只持有不可變引用的前提下對數(shù)據(jù)進行修改

RefCell 在運行時檢查所有權(quán)規(guī)則

只能用于單線程的代碼

Box	Rc	RefCell
同一數(shù)據(jù)所有者	一個	多個	一個
可變性、借用檢查	可變、不可變借用（編譯時檢查）	不可變借用（編譯時檢查）	可變、不可變借用（運行時檢查）

正常情況下無法借用一個不可變的可變借用