pointers - 使用原始指针访问 RefCell> 的 &T 是否安全？

Question

我有一个内部使用 HashMap 的类缓存结构:

impl Cache {
    fn insert(&mut self, k: u32, v: String) {
        self.map.insert(k, v);
    }

    fn borrow(&self, k: u32) -> Option<&String> {
        self.map.get(&k)
    }
}

Playground with external mutability

现在我需要内部可变性。自 HashMap不执行 Copy ，我的猜测是 RefCell是要遵循的路径。编写 insert方法很简单，但我遇到了借用功能的问题。我可以返回 Ref<String> , 但因为我想缓存结果，所以我写了一个小的 Ref -包装:

struct CacheRef<'a> {
    borrow: Ref<'a, HashMap<u32, String>>,
    value:  &'a String,
}

自 value 起这将不起作用引用文献 borrow ，因此无法构造结构。我知道引用始终有效: map 无法更改，因为 Ref 锁定 map 。使用原始指针而不是引用安全吗？

struct CacheRef<'a> {
    borrow: Ref<'a, HashMap<u32, String>>,
    value:  *const String,
}

我是不是忽略了什么？有更好(或更快)的选择吗？我试图避免 RefCell由于运行时开销。

Playground with internal mutability

Answer 1

我将用不安全的版本来补充@Shepmaster 的安全但效率不高的答案。为此，我们将在实用函数中打包一些不安全的代码。

fn map_option<'a, T, F, U>(r: Ref<'a, T>, f: F) -> Option<Ref<'a, U>>
where
    F: FnOnce(&'a T) -> Option<&'a U>
{
    let stolen = r.deref() as *const T;
    let ur = f(unsafe { &*stolen }).map(|sr| sr as *const U);
    match ur {
        Some(u) => Some(Ref::map(r, |_| unsafe { &*u })),
        None => None
    }
}

我很确定这段代码是正确的。尽管编译器对生命周期相当不满意，但它们解决了。我们只需要注入(inject)一些原始指针就可以让编译器闭嘴。

有了这个，borrow 的实现变得微不足道:

fn borrow<'a>(&'a self, k: u32) -> Option<Ref<'a, String>> {
    map_option(self.map.borrow(), |m| m.get(&k))
}

Updated playground link

效用函数仅适用于 Option<&T> .其他容器(例如 Result )将需要它们自己的修改副本，或者 GAT 或 HKT 以通用实现。