rust - 如何从计算的部分有效地构建字节数组？

Question

我需要建立一个字节数组来表示对设备的命令。它可能看起来像这样:

let cmds = [
    0x01, // cmd 1
    0x02, // cmd 2
    0x03, 0xaa, 0xbb, // cmd 3
    0x04, // cmd 4
    0x05, 0xaa, // cmd 5
];

有些命令带有参数，有些则没有。一些参数需要计算。每个命令的大小都是固定的，因此在编译时就知道数组需要多大。
像这样构造它会很好，在这里我将字节组抽象为命令:

let cmds = [
    cmd1(),
    cmd2(),
    cmd3(0, true, [3, 4]),
    cmd4(),
    cmd5(0xaa)
];

我还没有找到使用函数或宏执行此操作的任何方法。我在 no_std中，所以我没有使用集合。
如何在Rust中实现类似于此的功能？

Answer 1

您可以让每个命令函数返回一个字节数组或Vec:

fn cmd1() -> [u8; 1] { [0x01] }
fn cmd2() -> [u8; 1] { [0x02] }
fn cmd3(_a: u8, _b: bool, _c: [u8; 2]) -> [u8; 3] { [0x03, 0xaa, 0xbb] }
fn cmd4() -> [u8; 1] { [0x04] }
fn cmd5(a: u8) -> Vec<u8> { vec![0x05, a] }

然后像这样构建您的命令:

let cmds = [
    &cmd1() as &[u8],
    &cmd2(),
    &cmd3(0, true, [3, 4]),
    &cmd4(),
    &cmd5(0xaa),
];

这将构建一个字节切片数组。要获取完整的字节流，请使用 flatten:

println!("{:?}", cmds);
println!("{:?}", cmds.iter().copied().flatten().collect::<Vec<_>>());

[[1], [2], [3, 170, 187], [4], [5, 170]]
[1, 2, 3, 170, 187, 4, 5, 170]

您可以通过返回一些实现 Command特征的类型并将它们收集到特征对象数组中来进行详细说明，但我将留给OP处理。

编辑:这是一个可以使用 arrayvec 条板箱直接构建数组的宏:

use arrayvec::ArrayVec;

fn cmd1() -> [u8; 1] { [0x01] }
fn cmd2() -> [u8; 1] { [0x02] }
fn cmd3(_a: u8, _b: bool, _c: [u8; 2]) -> [u8; 3] { [0x03, 0xaa, 0xbb] }
fn cmd4() -> [u8; 1] { [0x04] }
fn cmd5(a: u8) -> [u8; 2] { [0x05, a] }

macro_rules! combine {
    ($($cmd:expr),+ $(,)?) => {
        {
            let mut vec = ArrayVec::new();
            $(vec.try_extend_from_slice(&$cmd).unwrap();)*
            vec.into_inner().unwrap()
        }
    }
}

fn main() {
    let cmds: [u8; 8] = combine![
        cmd1(),
        cmd2(),
        cmd3(0, true, [3, 4]),
        cmd4(),
        cmd5(0xaa),
    ];
    
    println!("{:?}", cmds);
}

如果您担心性能，此示例将数组编译为一条指令:

movabs  rax, -6195540508320529919 // equal to [0x01‬, 0x02, 0x03, 0xAA, 0xBB, 0x04, 0x05, 0xAA]

在 playground上看到它。它仅限于 Copy的类型。必须提供数组的长度。如果数组大小与结果的总大小不匹配，它将在运行时出现 panic 。