memory-management - 如何将某些堆内存的所有权转移出函数？

Question

我正在尝试编写一个函数，将命令行实用程序 (image-magick) 的标准输出加载到结构的成员中。我认为由于图像可能是 MB，所以我还是尽可能避免复制。

/// An image data container used internally.
/// Images are 8-bit single channel for now.
pub struct Image<'a> {
    /// Width of the image in pixels.
    pub width: u32,
    /// Height of the image in pixels.
    pub height: u32,
    /// The buffer containing the image data, as a slice.
    pub pixels: &'a [u8],
}

// Load a file by first using imageMagick to convert it to a .pgm file.
fn load_using_magick<'a>(path: Path) -> Image<'a> {
    use std::io::Command;

    let output:IoResult<ProcessOutput> = Command::new("convert")
        .arg("-format pgm")
        .arg("-depth 8")
        .arg(path)
        .arg("-")
        .output();
    let output_unwrapped:ProcessOutput = match output {
        Ok(o) => o,
        Err(e) => panic!("Unable to run ImageMagick's convert tool in a separate process! convert returned: {}", e),
    };

    let bytes: &[u8] = match output_unwrapped.status.success() {
        false => panic!("signal or wrong error code from sub-process?"),
        true => output_unwrapped.output.as_slice(),
    };
    // Note, width and height will eventually get parsed out of "bytes"
    // and the returned Imaeg.pixels will point to a slice of the (already)
    // heap allocated memory.  I just need to figure out ownership first...
    Image{width:10,height:10,pixels:bytes}

}

当调用标准库 std::io::Process::Command::output() 时，我想保留的大块堆是由标准库(或者可能是内核？)分配的。

借用检查器编译失败:

src/loaders.rs:41:17: 41:40 error: `output_unwrapped.output` does not live long enough
src/loaders.rs:41         true => output_unwrapped.output.as_slice(),
                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
src/loaders.rs:21:51: 48:2 note: reference must be valid for the lifetime 'a as defined on the block at 21:50...
src/loaders.rs:21 fn load_using_magick<'a>(path: Path) -> Image<'a> {
src/loaders.rs:22     use std::io::Command;
src/loaders.rs:23 
src/loaders.rs:24     let output:IoResult<ProcessOutput> = Command::new("convert")
src/loaders.rs:25         .arg("-format pgm")
src/loaders.rs:26         .arg("-depth 8")
                  ...
src/loaders.rs:21:51: 48:2 note: ...but borrowed value is only valid for the block at 21:50
src/loaders.rs:21 fn load_using_magick<'a>(path: Path) -> Image<'a> {
src/loaders.rs:22     use std::io::Command;
src/loaders.rs:23 
src/loaders.rs:24     let output:IoResult<ProcessOutput> = Command::new("convert")
src/loaders.rs:25         .arg("-format pgm")
src/loaders.rs:26         .arg("-depth 8")

这对我来说有些道理；拥有我试图保留的数据 block 的任何东西都超出了范围，在我按值返回的结构中留下了一个悬空指针。那么在我返回它之前，我如何实际将内存区域的所有权转移到我的结构呢？

我已经阅读了 Rust Lifetimes Manual .

Answer 1

你的签名声称，无论调用者希望有多少生命周期，你都可以返回一个 Image<'that_lifetime>。 .实际上，您声称要返回 Image<'static> ，其中包含一个 &'static [u8] ，即指向在整个程序执行期间都存在的 byte slice 的指针。显然，ProcessOutput您实际从中获取字节切片的时间不会那么长。

内存区域的所有权属于output_unwrapped ，更具体地说 output_unwrapped.output (Vec<u8>)。你需要让这两个中的一个活着。最简单的选择是将所有权授予 Image : 制作pixels一个Vec<u8> ，你搬出 output_unwrapped .当然，这对所有代码处理都有持久影响 Image s，所以这是一个设计问题。图片拥有内容是否有意义？缺乏借用是否会导致任何预期用例出现问题？ (如果您无法回答这些问题，您可以随时尝试，尽管您可能要等几周后才能知道。)

一种替代方法是对所有权进行抽象，即允许向量和切片。这甚至通过 std::borrow::Cow<[u8]> 在标准库中得到支持类型。你只需要决定是否值得为此付出额外的努力——尤其是因为 pixels出于某种原因(可能不是一个好原因？)，是公开的。