我如何转换Vec 到Vec 没有复制矢量？

Question

我想将Vec<T>转换为Vec<U>，其中T是某种原始类型，U是T的新类型：struct U(T)。

我试过这样的事情：

struct Foo(u32);

fn do_something_using_foo(buffer: &mut Vec<Foo>) {}

fn main() {
    let buffer: Vec<u32> = vec![0; 100];

    do_something_using_foo(&mut buffer as Vec<Foo>);
}

我不想复制矢量，我想在新类型u32中包装Foo字段。

这给出了错误：

error[E0308]: mismatched types
 --> main.rs:8:28
  |
8 |     do_something_using_foo(&mut buffer as Vec<Foo>);
  |                            ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected mutable reference, found struct `std::vec::Vec`
  |
  = note: expected type `&mut std::vec::Vec<Foo>`
         found type `std::vec::Vec<Foo>`
  = help: try with `&mut &mut buffer as Vec<Foo>`

error: non-scalar cast: `&mut std::vec::Vec<u32>` as `std::vec::Vec<Foo>`
 --> main.rs:8:28
  |
8 |     do_something_using_foo(&mut buffer as Vec<Foo>);
  |                            ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

error: aborting due to previous error(s)

Answer 1

您无法在安全Rust中更改值的类型。无法保证这两种类型具有相同的大小或相同的语义。

这适用于单个值（T - > U）以及聚合值（Vec<T> - > Vec<U>，HashMap<K1, V1> - > HashMap<K2, V2>）。请注意，聚合值实际上只是“单个”值的特例。

---

最好的办法是创建一个新的向量：

let buffer2 = buffer.into_iter().map(Foo).collect();

您还可以调整do_something_using_foo以采用Foo和u32实现的通用泛型类型：

use std::borrow::{Borrow, BorrowMut};

#[derive(Debug, Clone)]
struct Foo(u32);

impl Borrow<u32> for Foo {
    fn borrow(&self) -> &u32 {
        &self.0
    }
}

impl BorrowMut<u32> for Foo {
    fn borrow_mut(&mut self) -> &mut u32 {
        &mut self.0
    }
}

fn do_something_using_foo<T>(buffer: &mut [T])
where
    T: BorrowMut<u32>,
{
}

fn main() {
    let mut buffer_u32 = vec![0u32; 100];
    let mut buffer_foo = vec![Foo(0); 100];

    do_something_using_foo(&mut buffer_u32);
    do_something_using_foo(&mut buffer_foo);
}

---

在不安全的Rust中，技术上是可行的 - 你可以根据自己的喜好自己射击脚。

如果你知道你在做什么，你可以使用像std::mem::transmute这样的东西。

对于Vec，我首先看看已弃用和删除的函数Vec::map_in_place。请注意，它是一个170行的功能，充满了不安全的代码和图表，争论为什么它实际上是安全的。它已从标准库中删除，因为没有人想要维护它。

也可以看看：

• Using map with Vectors

Answer 2

根据documentation of std::mem::transmute()，您可以执行以下操作来进行Vec的就地转换：

let v_new = unsafe {
    Vec::from_raw_parts(v_orig.as_mut_ptr() as *mut U,
                        v_orig.len(),
                        v_orig.capacity())
};
std::mem::forget(v_orig);

前提条件是T和U具有相同的大小，相同的最小对齐，并且对T有效的所有位模式对U也有效。如果您在问题中定义T和U，则无法保证这一点。

struct U(T)

定义了一个元组结构，这种结构的内存布局是完全未定义的。但是，可以使用the transparent representation强制内存表示相同：

#[repr(transparent)]
struct U(T);