rust - 我不了解切片和引用(使用rust )之间的区别

Question

我是 rust 的初学者。我不了解 rust 切片和引用之间的区别。 ＆String和＆str有什么区别？我在网上阅读了一些东西，说引用是一个瘦指针，而切片是一个胖指针，但我不知道，似乎也找不到这两个意思。我也知道切片可以强制转换为引用，但是它是如何做到的呢？什么是deref特性？

Answer 1

在Rust中，切片是长度可变的同类数据的连续块。

这是什么意思？

[u8]是一个切片。在内存中，这是u8的块。切片本身就是数据。尽管很多时候，人们都将&[u8]称为切片。 &[u8]是指向该数据块的指针。该指针包含两件事:指向数据本身的指针和数据的长度。由于它包含两件事，因此称为胖指针。 &u8也是一个引用(在这种情况下，也可以视为指针 * )，但是我们已经知道，它指向的任何内容都将是一个u8。因此，它是一个瘦指针，因为它只有一个元素。

您可以确保[u8]中的所有数据均为u8类型。

由于[u8]仅被定义为u8类型的连续内存块，因此没有关于其大小的编译时间定义。因此，我们需要将其长度存储在指向它的指针中。我们也不能将其放在堆栈上(这意味着:我们不能拥有仅是[u8] ** 的局部变量)。

扩展中:

[T]是T的一部分。对于任何给定的T，只要T本身是大小合适的 *** 类型，我们就可以想象出[T]类型。

str是字符串的一部分。保证它是有效的UTF-8文本，这就是将其与[u8]分开的所有内容。 Rust可能已经放弃了有效的UTF-8保证，而只是将str中的其他所有内容定义为[u8]的一部分。

好吧，由于您无法在本地拥有切片 **** ，您可能想知道我们如何创建切片。

答案是，我们将数据放入已知大小的东西中，然后从中借用切片。

举个例子:

let my_array: [u32; 3] = [1, 2, 3];

我们可以像这样将 my_array切片为 [u32]:

let my_slice: [u32] = my_array[..];

但是由于我们不能拥有一个大小未知的局部变量，因此必须将其放在引用下:

let my_slice: &[u32] = &my_array[..];

切片的意义在于，无论数据来自何处，它都是一种非常灵活的(限制生命周期)处理连续数据块的方法。我可以很容易地将 my_array变成 Vec<u8>，它是堆分配的，并且仍然可以使用。

What is the difference between &String and &str?

&String是对整个字符串对象的引用。 Rust中的字符串对象本质上是一个 Vec<u8>。 Vec包含指向其“包含”数据的指针，因此您的 &String可以被视为 &&str。并且，这就是为什么我们可以执行以下任一操作的原因:

let my_string: String = "Abc".to_string();

let my_str: &str = &my_string[..]; // As explained previously
// OR
let my_str: &str = &*my_string;

对此的解释将我带到您的最后一个问题:

What is the deref trait?

Deref特性，是描述取消引用( *)运算符的特性。如您在上面看到的，我能够执行 *my_string。这是因为 String实现了 Deref，它允许您取消引用 String。同样，我可以将 Vec<T>取消引用到 [T]中。

但是请注意，除了使用 Deref之外， *特性还用于更多的地方:

let my_string: String = "Abc".to_string();

let my_str: &str = &my_string;

如果我尝试将 &T类型的值分配给 &U类型的位置，那么Rust将尝试取消引用我的 T，这与获取 U所需的次数一样多，同时仍保留至少一个引用。同样，如果我有一个 &&&&....&&&&T，并且尝试将其分配给 &&&&....&&&&U，它将仍然有效。

此称为deref强制:自动将 &T转换为 &U，其中一定数量的 *T将产生 U。

*:原始指针*const T和*mut T与引用的大小相同，但被编译器视为不透明。编译器不保证原始指针背后的内容，也不保证它们正确对齐。因此，取消引用是不安全的。但是，由于Deref特性定义了一种安全的deref方法，因此取消引用原始指针是很特殊的，并且也不会自动完成。

**:这也包括其他动态大小的类型，例如特征对象和extern type。这也包括struct，它也包含动态大小类型作为其最后一个成员，尽管很难正确构造它们，但是将来随着CoerceUnsized特性的出现，它会变得更加容易。可以使用extern type nightly功能使所有这些功能(unsized_locals除外)都无效，该功能允许使用一些动态大小的局部变量。

***:大小类型是在编译时已知大小的所有类型。您可以通用地识别它们；给定类型T，如果是T，则在编译时就知道T: Sized的大小。如果是T: ?Sized，则在编译时可能不知道其大小(由于T: ?Sized接受任何内容，因此它是调用方最灵活的要求)。由于切片需要内部的数据是连续的，并且大小和类型是相同的，因此切片，数组或!Sized中不能包含动态大小的类型(或Vec<T>)，并且不能维护O(1)索引。尽管Rust可能会编写特殊的代码来索引到一组动态大小的类型中，但目前还没有。

****:您实际上可以拥有一个切片，它只需要在拥有它的指针下即可。例如，这可以是Box<[T]>或Rc<[T]>。这些将自行释放分片(删除时为Box，而删除了Rc的所有强引用和弱引用时，则为Rc(当删除所有强引用时，将调用值的析构函数，但是直到所有弱引用也消失了。))。