rust - 当函数引用变量作为参数时，函数的堆栈到底分配了什么？

Question

我们读到Ownership函数如何将其参数数据保存在堆栈中。在基本类型的情况下，这可能是一个值，也可能是指向驻留在堆上的数据的指针。现在，当参数是对某物的引用时，参数在堆栈中如何表示？

Answer 1

在内部，引用，即&'a T基本上只是一个指针。不同之处在于，您拥有由 Rust 的静态编译规则保证的内存安全。就像您刚刚在该章中读到的规则一样。当您传递参数时，请说一个具有如下签名的函数:

struct UnitBar(i32);
fn foo(data: &UnitBar);

你这样调用它:

struct UnitBar(i32);
fn main() {
    let bar = UnitBar(0); //Sizeof bar is sizeof i32
    foo(&bar);
}

Rust 将分配一个 UnitBar 在本例中为 4 个字节。然后，它将分配一个指向 bar 的指针，该指针的大小与计算机中的 native 指针相同，或者更惯用地与 rust 中的 usize 大小相同。这里请注意，指针和引用在内存级别没有区别。在静态编译级别或在您的代码中，有静态编译时检查以确保您的代码遵循 Rust 的规则。从这里开始，fn foo 中的data 参数将表示为内存中的指针。每次将其指向的数据传递到另一个函数或作用域时，不会复制它所指向的数据。

虽然不能保证看起来像这样，但由于编译器可以在内存中移动内容以生成更高效的程序，这几乎就是它的工作原理。

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顺便说一句，有 3 种特殊情况:

1. 切片的情况。 &[T] 将需要两个“指针长度”来存储。为什么？因为&[T]是一种特殊类型，它包含一个*const T和一个usize。它在 c 语言中相当于:

struct SliceReference {
    *const T data;
    size_t length;
}

另一个(类似的情况)是&str。这本质上是一个 &[u8]，因此它也遵循上面的内存模型，但相反，它向您保证它包含的所有字符，即存储在其中的字节配置，都是 UTF- 8.

这是最后一种情况，其中存在特征对象。即，&dyn std::fmt::Debug。对于 c/c++ 程序员来说，它的大小又是两个 usize 或两个 size_t。第一个指针指向数据，第二个指针指向 vtable，其中存储了每个函数的函数签名。

请注意，上述所有内容都与内存中的 &T 本质上相同:

Option<&T>     -|
Box<T>          |
Rc<T>           - These all have the same size as `&T`
Arc<Mutex<T>>   |
struct Foo(&T) -|

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作为编辑，here证明这些尺寸都是相同的。