9.1 布局

译文 · 基于 The Rustonomicon

布局

原文链接: https://doc.rust-lang.org/nomicon/vec/vec-layout.html

　　首先，我们需要确定 struct 布局。Vec 有三部分：指向分配的指针、分配的大小、已初始化元素的数量。

　　直观上，我们只需这种设计：

pub struct Vec<T> {
    ptr: *mut T,
    cap: usize,
    len: usize,
}

　　这确实能编译。不幸的是，它会过于严格。编译器会给出过于严格的 variance。于是 &Vec<&'static str> 不能用在需要 &Vec<&'a str> 的地方。详见所有权与 lifetime 章节。

　　如所有权章所见，标准库在拥有分配时用 Unique<T> 代替 *mut T。Unique 不稳定，因此我们尽可能不用。

　　简要回顾，Unique 是围绕 raw pointer 的包装，声明：

• 我们对 T 是协变的（covariant）
• 我们可能拥有类型 T 的值（与此例无关，但见 PhantomData 章节 了解真实 std::vec::Vec<T> 为何需要）
• 若 T 是 Send/Sync，则我们是 Send/Sync
• 我们的指针永不为 null（因此 Option<Vec<T>> 是 null 指针优化）

　　我们可以在稳定 Rust 中实现上述全部要求。为此，不用 Unique<T>，而用 NonNull<T>——另一个 raw pointer 包装，给我们上述性质中的两条：对 T 协变，且声明永不为 null。若 T 是 Send/Sync 则实现 Send/Sync，效果与 Unique<T> 相同：

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use std::ptr::NonNull;

pub struct Vec<T> {
    ptr: NonNull<T>,
    cap: usize,
    len: usize,
}

unsafe impl<T: Send> Send for Vec<T> {}
unsafe impl<T: Sync> Sync for Vec<T> {}
# fn main() {}