Rust 智能指针（一）

Rust 智能指针（一） 1.Box<T>

Box<T>是指向堆中的指针。

fn main() { let box = Box::new(3); println!("{}", box); }

在出了指针的作用域之后，指针和它指向的对象都将被释放。

在本例中，box将在main函数之后被释放。

由于Box<T>的大小是确定的(size类型的大小)，所以可以使用Box编写嵌套类型，比如实现链表。

2.Deref trait

实现Deref这个trait可以重载解引用运算符(*)，这样可以把Deref trait当作普通引用。

use std::ops::Deref; fn main() { let b=MyBox::new(12); assert_eq!(*b,12); } struct MyBox<T>(T); impl<T> MyBox<T> { fn new(value: T) -> Self { MyBox(value) } } impl<T> Deref for MyBox<T> { type Target = T; fn deref(&self) -> &Self::Target { &self.0 } }

当调用*b时，本质上是*(b.deref())，这样&引用和Deref引用的形式就统一了。

函数和方法的隐式解引用强制多态

假设我们有一个函数，它需要一个&str类型的参数。

fn print_name(name: &str){ println!("name:{}",name); }

改变main中的代码

let string = MyBox::new(String::from("My Box")); print_name(&(*string))

*string获得 String 类型，调用String类型的&来获取&str类型（可以查看标准库，实现了AsRef<str> trait）。

如果没有隐式解引用强制多态，我们需要这么写代码。很明显，这种写法太啰嗦了，本来rust的符号一大堆，现在这样子根本无法忍受。

我们稍微更改一下

print_name(&string);

其他代码不变，把参数改为&string，明显，这是获取一个&MyBox<String>的对象，然后rust会自动调用deref()转为&String，&String调用deref()转为&str(String也实现了Deref trait)，这样子就与函数签名匹配了，编译通过。

也就是，rust会隐式解引用来匹配所声明变量（参数）的类型。

let a:&str = &string; println!("{}", a);

这样的代码也是有效的。

Rust 在发现类型和 trait 实现满足三种情况时会进行解引用强制多态：

当 T: Deref<Target=U> 时从 &T 到 &U。

当 T: DerefMut<Target=U> 时从 &mut T 到 &mut U。

当 T: Deref<Target=U> 时从 &mut T 到 &U。

Deref trait 解引用为 &T ，即不可变引用, 而 DerefMut trait 解引用为 &mut T，是可变引用。

3.Drop trait

Drop是专门用来进行一些资源释放的操作，比如IO操作，当对象离开作用域时，会自动调用 Drop 的 drop 方法来释放资源。

use std::fmt::Display; fn main() { let mb=MyBox::new(2); println!("the end"); } struct MyBox<T:Display>(T); impl<T:Display> MyBox<T> { fn new(value: T) -> Self { MyBox(value) } } impl<T:Display> Drop for MyBox<T>{ fn drop(&mut self) { println!("the data is {}",self.0); } }

泛型约束T:Display是为了让它能够被打印。这段代码最终输出

the end the data is 2 提前释放资源

有时候，我们需要提前释放资源。比如写入文件完成后，需要立马 close 。但是，Drop::drop 是不允许手动调用的，这时，我们需要 std::mem::drop 函数来释放。

修改main函数

fn main() { let mb=MyBox::new(2); drop(mb); println!("the end"); }

输出结果

the data is 2 the end

这表明，Drop::drop被提前调用了，并且只调用了一次。

注意 std::mem::drop 的参数是 move 语义，也就是说，在调用 std::mem::drop 之后，mb 已经被移动，不能够再用了。

那么这个函数是怎么实现的呢？我们跳转到 drop 的实现

#[inline] #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] pub fn drop<T>(_x: T) { }

对，它的函数体是空的！！！

其实不难理解，因为 mb 被移动到 drop 中了，在 drop 函数结束后，mb.drop() 就会被调用 ，这样就实现了资源的提前释放。