rust - 在 Rust 中的堆上创建一个固定大小的数组

Question

我试过使用下面的代码:

fn main() {
    let array = box [1, 2, 3];
}

，在我的程序中，它会导致编译错误:error: obsolete syntax: ~[T] is no longer a type。

AFAIU，Rust 中没有动态大小的数组(必须在编译时知道大小)。但是，在我的代码片段中，数组确实具有静态大小并且应该是类型 ~[T, ..3] (拥有大小为 3 的静态数组)，而编译器说它具有类型 ~[T]。有什么深层原因导致无法在堆上分配静态大小的数组吗？

附言是的，我听说过 Vec。

Answer 1

既然我来到了这里，其他人也可以。 Rust 一直在进步，在这个答案的关键时刻，Rust 稳定版为 1.53，夜间版为 1.55。

Box::new([1, 2, 3]) 是推荐的方式，并且可以完成它的工作，但是有一个问题:数组是在堆栈上创建的，然后复制过来到堆。这是 Box 的记录行为:

Move a value from the stack to the heap by creating a Box:

也就是说，它包含一个隐藏的memcopy，并且对于大数组，堆分配甚至会因堆栈溢出而失败。

const X: usize = 10_000_000;
let failing_huge_heap_array = [1; X];

thread 'main' has overflowed its stack
fatal runtime error: stack overflow

目前(Rust 1.53)有几种解决方法，最直接的是创建一个向量并将向量转换为盒装切片:

const X: usize = 10_000_000;
let huge_heap_array = vec![1; X].into_boxed_slice();

这行得通，但有两个小问题:它丢失了类型信息，应该是 Box<[i32; 10000000]> 现在是 Box<[usize]> 并且在堆栈上额外占用 16 个字节，而数组只占用 8 个字节。

...
println!("{}", mem::size_of_val(&huge_heap_array);

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没什么大不了的，但它伤害了我个人的僧侣因素。

经过进一步研究，丢弃像 OP box [1, 2, 3] 这样每晚都需要的选项，它似乎以 #![feature(box_syntax)] 功能回归 和 arr crate，它很好但也需要 nightly，我发现最好的解决方案是在没有隐藏的 memcopy 的情况下在堆上分配数组 是 Simias 的建议

/// A macro similar to `vec![$elem; $size]` which returns a boxed array.
///
/// ```rustc
///     let _: Box<[u8; 1024]> = box_array![0; 1024];
/// ```
macro_rules! box_array {
    ($val:expr ; $len:expr) => {{
        // Use a generic function so that the pointer cast remains type-safe
        fn vec_to_boxed_array<T>(vec: Vec<T>) -> Box<[T; $len]> {
            let boxed_slice = vec.into_boxed_slice();

            let ptr = ::std::boxed::Box::into_raw(boxed_slice) as *mut [T; $len];

            unsafe { Box::from_raw(ptr) }
        }

        vec_to_boxed_array(vec![$val; $len])
    }};
}

const X: usize = 10_000_000;
let huge_heap_array = box_array![1; X];

它不会溢出堆栈，只占用 8 个字节，同时保留类型。

它使用 unsafe，但仅限于一行代码。在 box [1;X] 语法出现之前，恕我直言，这是一个干净的选择。