struct - 如何交换结构的两个字段

Question

我已经开始学习 Rust，并且正在尝试实现一个简单的一维元胞自动机。我想将自动机状态 (Board) 表示为包含大小和两个不同向量(相同大小)的结构。我试过了:

struct Board {
    n: usize,
    cur:  Vec<u32>,
    next: Vec<u32>,
}

impl Board {
    fn new(size: usize) -> Board {
        Board {
            n: size,
            cur: vec![0;size],
            next: vec![0;size],
        }
    }
}

到目前为止一切顺利。我也能够改变这两个向量。但是后来我希望能够交换两个向量(或者更确切地说是它们的引用)，例如:

fn swap(&mut self) -> &Board {
    let tmp = self.cur;
    self.cur = self.next;
    self.next = tmp;
    self
}

它失败了，cannot move out of borrowed content [E0507] 我想我能理解。我还尝试了 mem::swap，我在类似标题的问题中找到了它，但没有成功。

我怎样才能让这个例子起作用？ (由于我是 Rust 的初学者，请毫不犹豫地提出不同的数据表示法)。

Answer 1

What's the problem?

您正在打洞您的数据:

fn swap(&mut self) -> &Board {
    let tmp = self.cur;         // 1
    self.cur = self.next;       // 2
    self.next = tmp;            // 3
    self
}

如果我们逐行分析:

1. self.cur 现在未初始化
2. self.next 现在未初始化
3. 一切再次变得洁净

如果由于某种原因在第 (3) 行进行更改以收紧情况之前计算被中断，则 self 现在中毒并可能导致各种讨厌的事情发生。值得注意的是，例如，它的析构函数可能会尝试两次释放内存。

理论上，您可以让编译器检查临时漏洞并毫无疑问地证明:

• 打洞时没有函数访问self
• 到作用域的末尾，无论是正常到达还是展开，孔都被再次填满

确实在某些时候它被考虑过......但事实是它很复杂并且有现成的解决方法。

So?

答案在于 std::mem，它公开函数以安全的方式执行此类低级操作。虽然函数本身是使用 unsafe 实现的，但它们依赖于对语言和运行时的理解来公开安全接口(interface)。

您会感兴趣的两个特定函数是:

• replace:将dest: &mut T中的内容替换为src: T，并返回之前包含在dest中的内容
• swap:交换其参数的内容

使用这两个简单而安全的原语，您可以避免在数据中打洞。