5 不安全的单向链表队列 on 编程那些事儿

5.1 数据布局

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

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

单链表队列是什么样的？当我们有单链表栈时，我们从链表一端压入，再从同一端弹出。栈和队列的唯一区别是队列从另一端弹出。所以从我们的栈实现我们有：

5.2 Unsafe

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

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

这是一个严肃、庞大、复杂且危险的话题。严肃到我为此写了一整本别的书。

长话短说，任何语言一旦允许调用其他语言，实际上都是不安全的，因为你可以让 C 做任意糟糕的事。没错：Java、Python、Ruby、Haskell……面对外部函数接口（FFI），大家都不安全。

5.3 基本操作

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

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

旁白： 本节有一个潜伏的根本错误，因为这就是本书的意义所在。不过一旦我们开始使用 unsafe，就可能做错事却仍能编译且看似正常工作。根本错误会在下一节指出。不要在生产代码中使用本节内容！

5.4 Miri

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

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

紧张地笑 这些 unsafe 东西太容易了，我不知道为什么大家都说不然。我们的程序完美运行。

旁白： 🙂

……对吧？

旁白： 🙂

嗯，我们现在在写 unsafe 代码，所以编译器不能像以前那样帮我们抓错。测试碰巧能通过，但实际上可能在做非确定性的事。某种未定义行为的事。

5.5 栈借用

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

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/fifth-stacked-borrows.html

在上一节我们试着在 miri 下运行不安全的单链表队列，它说我们违反了stacked borrows的规则，并链接了一些文档。

通常我会带读者浏览文档，但我们不是那文档的目标受众。它更多是为研究 Rust 语义的编译器开发者和学者设计的。

5.6 测试栈借用

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

原文链接: https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/fifth-testing-stacked-borrows.html

上一节（简化）Rust 内存模型 TL;DR：

Rust 概念上通过维护"借用栈"处理再借用

只有栈顶的那个是"活跃"的（拥有独占访问）

访问较低的那个时它变活跃，上面的被弹出

不允许使用已从借用栈弹出的指针

借用检查器确保 safe 代码遵守这一点

Miri 理论上在运行时检查裸指针是否遵守

理论很多——进入本书真正的核心：写一些坏代码让我们的工具对我们尖叫。我们会过大量例子，看心理模型是否合理，并对 stacked borrows 有直觉感受。

5.7 数据布局与基本操作回顾

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

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

前三节 TL;DR：随机混合 &、&mut、Box 等安全指针与 *mut、*const 等不安全指针是未定义行为的配方，因为安全指针引入了我们在裸指针上没有遵守的额外约束。

5.8 额外内容

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

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

现在 push 和 pop 写好了，其他一切实际上和栈的情况完全一样，奇怪地。只有改变链表长度的操作需要碰 tail 指针。

当然，现在一切都是 unsafe 指针，我们得重写代码来使用它们！既然要碰所有代码，不妨趁机确保没漏掉什么。

5.9 最终代码

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

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

好了，加一点点不安全，我们设法相对朴素的安全队列获得了线性时间改进，而且几乎复用了安全栈的全部逻辑！

你知道，除了 miri 完全碾压我们、我们不得不写一篇关于 Rust 内存模型的短硕士论文那部分。你知道，照常。