9.4 语言差异 on 编程那些事儿

9.4.1 不同表示

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-deep-dive/ffi/language-differences/representations.html

9.4.1 不同表示

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// Copyright 2026 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
fn main() {
 let c_repr = b"Hello, C\0";
 let cc_repr = (b"Hello, C++\0", 10u32);
 let rust_repr = (b"Hello, Rust", 11);
}

每种语言对实现方式都有自己的主张，可能导致混淆与 bug。考虑三种文本表示方式。

9.4.2 不同语义

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-deep-dive/ffi/language-differences/semantics.html

9.4.2 不同语义

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// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
use std::ffi::{CStr, c_char};
use std::time::{SystemTime, SystemTimeError, UNIX_EPOCH};

unsafe extern "C" {
 /// 基于时间戳 `t` 创建格式化时间。
 fn ctime(t: *const libc::time_t) -> *const c_char;
}

fn now_formatted() -> Result<String, SystemTimeError> {
 let now = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH)?;
 let seconds = now.as_secs() as i64;

 // SAFETY: `seconds` 由系统时钟生成，不会导致溢出
 let ptr = unsafe { ctime(&seconds) };

 // SAFETY: ctime 返回指向预分配（非空）缓冲区的指针
 let ptr = unsafe { CStr::from_ptr(ptr) };

 // SAFETY: ctime 使用有效的 UTF-8
 let fmt = ptr.to_str().unwrap();

 Ok(fmt.trim_end().to_string())
}

fn main() {
 let t = now_formatted();
 println!("{t:?}");
}

其他语言允许的一些构造无法用 Rust 表达。

9.4.3 Rust 与 C

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-deep-dive/ffi/language-differences/rust-and-c.html

9.4.3 Rust 与 C

关注点	Rust	C
错误	`Result<T, E>`、`Option<T>`	魔法返回值、输出参数、全局 `errno`
字符串	`&str`/`String`（UTF-8，已知长度）	以空字符结尾的 `char*`，编码未定义
可空性	通过 `Option<T>` 显式表达	任意指针可能为 null
所有权	仿射类型、生命周期	约定
回调	`Fn`/`FnMut`/`FnOnce` 闭包	函数指针 + `void*` 用户数据
Panic	栈展开（或 abort）	abort

错误：必须将 Result 转换为符合 C 约定的形式；C 侧很容易忘记检查错误。

9.4.4 C++ 与 C

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-deep-dive/ffi/language-differences/cpp-and-c.html

9.4.4 C++ 与 C

关注点	C	C++
重载	手动/临时方案	自动
异常	-	栈展开
析构函数	手动清理	通过析构函数自动（RAII）
非 POD 类型	-	带构造函数、虚表、虚基类的对象
模板	-	编译期代码生成

C++ 包含许多 C 中不存在的、会影响 FFI 的特性：

9.4.5 Rust 与 C++

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-deep-dive/ffi/language-differences/rust-and-cpp.html

9.4.5 Rust 与 C++

关注点	Rust	C++
平凡可重定位性	所有移动都是 `memcpy`	自引用类型、移动构造函数可能有副作用
析构安全	仅在原位置调用 `Drop::drop()`	析构函数可能在已移动对象上运行
异常安全	Panic（abort 或 unwind）	异常（unwind）
ABI 稳定性	明确不稳定	取决于编译器厂商

即使能避免通过 C 互操作，两种语言仍有一些方面会影响 FFI：