c++ - 是否可以将此 Rust 代码写入语义上等效的 C++ 代码？

Question

我偶然发现了这个 Rust example in Wikipedia我想知道是否可以将其转换为语义等效的 C++ 代码？

该程序定义了一个递归数据结构并在其上实现了方法。递归数据结构需要一个间接层，它由一个唯一的指针提供，通过 box 运算符构造。 (这些类似于 C++ 库类型 std::unique_ptr，但具有更多的静态安全保证。)

fn main() {
    let list = box Node(1, box Node(2, box Node(3, box Empty)));
    println!("Sum of all values in the list: {:i}.", list.multiply_by(2).sum());
}

// `enum` defines a tagged union that may be one of several different kinds
// of values at runtime.  The type here will either contain no value, or a
// value and a pointer to another `IntList`.

enum IntList {
    Node(int, Box<IntList>),
    Empty
}

// An `impl` block allows methods to be defined on a type.

impl IntList {
    fn sum(self) -> int {
        match self {
            Node(value, next) => value + next.sum(),
            Empty => 0
        }
    }

    fn multiply_by(self, n: int) -> Box<IntList> {
        match self {
            Node(value, next) => box Node(value * n, next.multiply_by(n)),
            Empty => box Empty
        }
    }
}

显然在 C++ 版本中，Rusts enum 应该替换为 union，Rusts Box 应该替换为 std::unique_ptr 和 Rusts Node tuple 应该是 std::tuple 类型，但我只是无法理解如何在 C++ 中编写等效实现。

我知道这可能不切实际(而且绝对不是在 C++ 中做事的正确方法)但我只是想看看这些语言的比较情况(C++11 的功能足够灵活以进行这种修补？)。我还想比较编译器生成的程序集在语义上等效的实现(如果可能的话)。

Answer 1

免责声明:我不是 C++11 专家。与必要剂量的盐一起食用。

正如其他人评论的那样，有几种方法可以解释您的问题。我将采用过于激进的解释，因为这是唯一有趣的解释:

不，不可能将 Rust 代码翻译成等效的 C++ 代码。你能把它翻译成一个提供相同输出的程序吗？它们都图灵完整，所以你当然可以。你能翻译它以便保留原文中的所有语义吗？没有。

它的大部分可以被翻译成保留实际行为。 rust 风格 enum s 可以替换为 struct s 同时带有标签字段和 union ，以及编写适当的运算符重载以确保您正确销毁 仅 实际存储的变体的成员。您可以(大概)使用 unique_ptr以这种方式分配内存首先，然后将新值直接写入分配，因此没有拷贝。我相信你可以重写fn sum(self)以便它使用右值 this (虽然我从来没有这样做过，所以我很容易出错)。

但据我所知，在 C++ 中您不能做的一件事是复制线性类型。没有办法静态地强制移动的值不能再次使用。您能做的最好的事情就是运行时检查，这必然会涉及额外的开销。这也解释了为什么您不能拥有不可为空的 unique_ptr。 : 你将永远无法移动它，因为你必须让移动的变量处于可用状态。

现在，话虽如此，我应该通过指出当前，Rust 编译器对丢弃的(即 移动的)值发出一些运行时检查来否认之前的声明，以下降标志的形式。我最后检查的计划是删除这些运行时检查以支持纯静态破坏，希望在 1.0 之前。