Learning Rust with entirely too many linkd lists

序言

基础

• 指针

  • &
  • &mut
  • Box
  • Rc
  • Arc
  • *const
  • *mut

• 所有权

• 关键字

  • struct
  • enum
  • fn
  • pub
  • impl

• 模式匹配

• 测试

• 简单的unsafe模式

驳斥链表

• 性能不总是重点
• 链表的处理可以是O(1)的
• 无需复杂度均摊
• 节省空间
• 函数式开发一直使用链表
• 利于并行开发
• 内核开发、嵌入式开发使用链表
• 插入删除不会让迭代器失效
• 简单且易于教学

栈

一个糟糕的栈

• 布局

  • List a = Empty | Elem a (List a)

  • 布局一： enum List { Empty, Box }

    • 必须用Box分配堆内存，否则编译器不知道如何分配栈内存
    • 可以发现链表最后多余一个Empty，则更改布局二

  • 布局二：： enum List { Empty, More(Box) } struct Node { elem: i32, next: List }

• 创建

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

• 所有权入门

  • self - 值

    • 完全复制的值，函数值执行完会被销毁

  • &mut self 可变引用

    • 完全控制值所在地址
    • 不能给值增加引用

  • &self 不可变引用

    • 完全取得值所在地址，但不能更改

• push

  • 因为&mut self.head不能增加引用，必须先用mem::replace替换原来引用来释放引用

• pop

  • 未完成的函数可以使用unimplemented!宏来避免编译报错
  • match关键字也如函数一样存在值引用的问题

• 测试

  • assert_eq!宏来处理断言
  • #[cfg(test)]注释来表明模块仅用于测试环境
  • #[test]注释用于表明函数用于测试
  • 模块内需要引用外部的元素（use super::List;）

• Drop

  • Box的析构过程无法形尾递归调用，析构时会爆栈

一个不错的栈

• 使用Option代替Link

  • take方法替代mem::replace
  • map方法替代match

• 支持泛型

  • impl

• peek

  • take方法会把数据取出并把原来的位置用None补充
  • as_ref会取得Option中的不可变引用
  • as_mut会取得所在内存的可变引用

• 迭代器

  • 简单迭代

    • pub trait Iterator { type Item; fn next(&mut self) -> OptionSelf::Item; }

  • 不可变迭代

    • 显式声明所有权

      • 一个函数引入两个以上引用时
      • 一个泛型结构体
      • 编译器会提醒添加

    • 解开Box可以使用*操作来deRef，如 *node

  • 可变迭代

列表

Box只能实现单指针

Rc实现引用计数

• use std::rc::Rc

• 使用clone方法

• Option

  • map： Option -> Option
  • and_then： Option -> T.
  • as_ref: &Option -> Option<&T>
  • as_mut: &mut Option -> Option<&mut T>

Arc线程安全的引用计数

• Send trait: 可以移动到别的线程
• Sync trait:可以被多个线程查看
• Rc实现是基于Cell的
• Arc基于Atomic

队列

一个不好但是Safe的队列

• RefCell需要动态借用

  • borrow(self) -> Ref
  • borrow_mut(self) -> RefMut
  • into_inner()可以取得包裹的值
  • 虽然Ref和RefMut表现和&和&mut相同，但不能由Ref转换到&

• Rc

  • 解开Rc需要使用try_unwrap()之后再unwrap()
  • Rc解决不了环形引用

一个可以但是unsafe的队列

• The Rustonomicon https://doc.rust-lang.org/nightly/nomicon/
• *mut T
• std::ptr
• 具体unsafe的部分只靠这一个例子还搞不懂 主要先摆正姿态，Unsafe其实并不是不好，只是此时编译器不做检查

总结

这次是彻底了解了Rust的所有权生存期的内容，虽然最后unsafe相关内容还是不清楚，单已经有很大进步了。