我知道在Rust中,编译器不保证你按照声明它们的顺序获取结构数据,以节省内存(我也相信一些C代码优化器正在做同样的事情)。现在假设我有一个二叉树,并希望将其转换为双链表。在C中我会声明两个结构:
typedef struct tree{
void* left_child;
void* right_child;
void* data;
}tree_t;
对于树,和:
typedef struct list{
void* before;
void* after;
void* data;
}list_t;
对于链表。如果我现在想要将树转换为列表,我可以在适当的位置执行此操作,我只是将树的内存与列表结构相关联并更改指针:
tree_t mytree;
/*fill tree*/
list_t *list_p;
list_p = (list_t)&mytree;
/*change pointers accordingly*/
但是我怎么能在Rust做这样的事呢?是否可以不使用unsafe
代码?直到现在我有了我的树:
struct TreeNode<'a, T> {
left_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
right_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
data : &'a T,
}
type BinaryTreeLink<'a, T> = Option<Box<TreeNode<'a, T>>>;
列表将是:
struct ListNode<'a, T> {
before: ListLink<'a, T>,
after: ListLink<'a, T>,
data : &'a T,
}
type ListLink<'a, T> = Option<Box<ListNode<'a, T>>>;
但是我现在如何才能有效地转换它们呢?
但是我怎么能在Rust做这样的事呢?是否可以不使用不安全的代码?直到现在我有了我的树
要直接执行相同的操作,您需要使用不安全的代码。功能std::mem::transmute
完全符合您的要求。问题是Rust中的结构布局不能保证,因此以下通常是未定义的行为:
use std::mem;
let list_link: Option<Box<ListNode<_>>> = unsafe { mem::transmute(tree_node) };
但是,您可以使用C
表示强制结构的布局是可预测的,从而使其安全:
#[repr(C)]
struct TreeNode<'a, T> {
left_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
right_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
data : &'a T,
}
#[repr(C)]
struct ListNode<'a, T> {
before: ListLink<'a, T>,
after: ListLink<'a, T>,
data : &'a T,
}
您还需要将#[repr(C)]
应用于内部类型的定义,ListLink
和BinaryTreeLink
。
但是如何完全避免不安全的代码呢?如果您编写使用原始数据的转换函数,则优化器应该能够将其转换为无操作,因为它知道没有其他代码可以引用该内存。
<'a, T> impl From<ListNode<'a, T>> for TreeNode<'a, T> {
fn from(other: ListNode<'a, T>) -> ListNode<'a, T>> {
ListNode {
before: other.left_child,
after: other.right_child,
data: other.data,
}
}
}
你肯定应该对此进行基准测试以确保,但是优化器具有将其变为无操作所需的所有信息,并且它很可能会这样做。