rust - Rust 中的 move 语义

Question

我正在用 Rust 包装一个 C 库，它的许多函数通过指向结构的指针获取参数，这些结构本身通常具有指向其他结构的指针。为了减少开销，我想提供将 Rust 数据编码到 C 结构中的结果缓存的能力。

这是 C 库如何期望一些参数的示例:

#[repr(C)]
struct Foo {
    x: i32,
    y: f32
}

#[repr(C)]
struct Bar {
    p_foo: *const Foo,
    z: bool
}

以及我想象的拥有“缓存”版本的样子:

struct Cached {
    foo: Option<Foo>,
    bar: Bar
}

bar 的 p_foo 字段将被构造为指向 foo 中的 Some 值，或者一个 null如果有 None 的指针。

当然，这里的问题是，如果要 move Cached 的值，直接的 memcpy 是不合适的，bar.p_foo 还需要重定向。这在 C++ 中很容易确保，因为它具有可定义的 move 语义，但是 Rust 是否提供了除了“在使用之前不要设置 bar.p_foo”之外的解决方案？虽然这样做肯定会奏效，但我不认为这些缓存值的 move 频率会超过(甚至接近)它们被重用的频率，而且设置这些缓存值需​​要做一些工作指针，特别是如果嵌套/链接很深/很长。我也不希望 Box 堆上的子结构。

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澄清一下，这是我可以用 C++ 编写的，我想在 Rust 中复制:

struct Foo {
    int x;
    float y;
};

struct Bar {
    Foo const*pFoo;
    bool z;
};

// bear with me while I conjure up a Maybe for C++
class Cached {
public:
    // would have appropriate copy constructor/assignment

    Cached(Cached &&other) {
        m_foo = other.m_foo;
        m_bar = other.m_bar;

        if(m_foo.isJust()) {
            m_bar.pFoo = &m_foo.value();
        } // else already nullptr
    }

    // similar move assignment

private:
    Maybe<Foo> m_foo;
    Bar m_bar;
};

Answer 1

Rust 等价物是不使用原始指针，因为原始指针用于实现我们的安全数据结构，而不是用于实现普通数据结构。

#[repr(C)]
struct Foo {
    x: i32,
    y: f32
}

#[repr(C)]
struct Bar {
    p_foo: Option<Box<Foo>>,
    z: bool
}

安Option<Box<T>>保证与 *const T 完全相同(以内存中的位为单位) ，只要T是一种类型而不是特征。唯一的区别是它可以在 Rust 中安全使用。

这样你甚至不需要 Cached结构，但可以直接绕过 Bar对象。

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I'd also rather not Box the substructures up on the heap.

那我建议你不要保留Bar object around，而是在需要将一个传递给 C 时想起来它:

#[repr(C)]
struct Foo {
    x: i32,
    y: f32
}

#[repr(C)]
struct Bar<'a> {
    p_foo: Option<&'a Foo>,
    z: bool
}

struct Cached {
    foo: Option<Foo>,
    z: bool,
}

impl Cached {
    fn bar<'a>(&'a self) -> Bar<'a> {
        Bar {
            p_foo: self.foo.as_ref(),
            z: self.z,
        }
    }
}

there is a bit of work involved to set up these pointers, especially if the nesting/chaining is deep/long.

这听起来很像过早的优化。不要在没有进行基准测试的地方进行优化。