1 不太好的单向链表栈 on 编程那些事儿

1.1 数据布局

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-layout.html

好，链表是什么？基本上就是堆上（内核党先别吵！）一串按顺序互相指向的数据。链表是过程式程序员不该用十英尺杆子碰的东西，却是函数式程序员什么都用的结构。公平起见，我们向函数式程序员要链表的定义。他们大概会给你类似下面的定义：

1.2 新建

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-new.html

要把实际代码与类型关联起来，我们使用 impl 块：

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impl List {
 // TODO，让代码跑起来
}

现在我们只需要弄清楚如何真正写代码。在 Rust 中，我们这样声明函数：

1.3 所有权入门

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-ownership.html

既然能构造链表了，最好还能对它做点什么。我们用「普通」（非静态）方法来做。方法在 Rust 里是函数的一种特殊情况，因为有 self 参数，它没有声明类型：

1.4 入栈

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-push.html

我们来写把值压入链表的操作。push 会修改链表，所以需要 &mut self。还要接收一个要压入的 i32：

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impl List {
 pub fn push(&mut self, elem: i32) {
 // TODO
 }
}

首先，需要创建一个节点来存放元素：

1.5 出栈

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-pop.html

和 push 一样，pop 要修改链表。与 push 不同，我们实际上要返回点什么。但 pop 还要处理一个棘手的边界情况：链表为空怎么办？为此我们用可靠的 Option 类型：

1.6 测试

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-test.html

好了，push 和 pop 都写好了，现在可以真正测试我们的栈了！Rust 和 cargo 把测试当作一等公民，所以这会超级简单。我们只需写一个函数，并用 #[test] 标注。

1.7 Drop

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-drop.html

我们能造栈、压入、弹出，甚至还测过一切正常！

需要担心清理链表吗？技术上，完全不用！和 C++ 一样，Rust 用析构函数在资源用完时自动清理。若类型实现了名为 Drop 的 trait，它就有析构函数。Trait 是 Rust 对接口的 fancy 说法。Drop trait 的接口如下：

1.8 最终代码

Sun, 23 Aug 2026 16:06:00 +0800

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/first-final.html

好了，写了 6000 字之后，这是我们实际写出来的全部代码：

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use std::mem;

pub struct List {
 head: Link,
}

enum Link {
 Empty,
 More(Box<Node>),
}

struct Node {
 elem: i32,
 next: Link,
}

impl List {
 pub fn new() -> Self {
 List { head: Link::Empty }
 }

 pub fn push(&mut self, elem: i32) {
 let new_node = Box::new(Node {
 elem: elem,
 next: mem::replace(&mut self.head, Link::Empty),
 });

 self.head = Link::More(new_node);
 }

 pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
 match mem::replace(&mut self.head, Link::Empty) {
 Link::Empty => None,
 Link::More(node) => {
 self.head = node.next;
 Some(node.elem)
 }
 }
 }
}

impl Drop for List {
 fn drop(&mut self) {
 let mut cur_link = mem::replace(&mut self.head, Link::Empty);

 while let Link::More(mut boxed_node) = cur_link {
 cur_link = mem::replace(&mut boxed_node.next, Link::Empty);
 }
 }
}

#[cfg(test)]
mod test {
 use super::List;

 #[test]
 fn basics() {
 let mut list = List::new();

 // 检查空链表行为正确
 assert_eq!(list.pop(), None);

 // 填充链表
 list.push(1);
 list.push(2);
 list.push(3);

 // 检查正常弹出
 assert_eq!(list.pop(), Some(3));
 assert_eq!(list.pop(), Some(2));

 // 再推入一些，确保没有损坏
 list.push(4);
 list.push(5);

 // 检查正常弹出
 assert_eq!(list.pop(), Some(5));
 assert_eq!(list.pop(), Some(4));

 // 检查耗尽
 assert_eq!(list.pop(), Some(1));
 assert_eq!(list.pop(), None);
 }
}

天哪。80 行，一半还是测试！好吧，我说过第一个会花挺长时间的！