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标准库类型 - Box, 以及栈和堆

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2023-12-01

在 Rust 中,所有值默认都由栈分配。值也可以通过创建 Box<T>装箱(boxed,分配在堆上)。装箱类型是一个智能指针,指向堆分配的 T 类型的值。当一个装箱类型离开作用域时,它的析构器会被调用,内部的对象会被销毁,分配在堆上内存会被释放。

装箱的值可以使用 * 运算符进行解引用;这会移除掉一个间接层(this removes one layer of indirection. )。

  1. use std::mem;
  2. #[derive(Clone, Copy)]
  3. struct Point {
  4. x: f64,
  5. y: f64,
  6. }
  7. #[allow(dead_code)]
  8. struct Rectangle {
  9. p1: Point,
  10. p2: Point,
  11. }
  12. fn origin() -> Point {
  13. Point { x: 0.0, y: 0.0 }
  14. }
  15. fn boxed_origin() -> Box<Point> {
  16. // 在堆上分配这个点(point),并返回一个指向它的指针
  17. Box::new(Point { x: 0.0, y: 0.0 })
  18. }
  19. fn main() {
  20. // (所有的类型标注都是可要可不要的)
  21. // 栈分配的变量
  22. let point: Point = origin();
  23. let rectangle: Rectangle = Rectangle {
  24. p1: origin(),
  25. p2: Point { x: 3.0, y: 4.0 }
  26. };
  27. // 堆分配的 rectangle(矩形)
  28. let boxed_rectangle: Box<Rectangle> = Box::new(Rectangle {
  29. p1: origin(),
  30. p2: origin()
  31. });
  32. // 函数的输出可以装箱(boxed)
  33. let boxed_point: Box<Point> = Box::new(origin());
  34. // 双重间接装箱(Double indirection)
  35. let box_in_a_box: Box<Box<Point>> = Box::new(boxed_origin());
  36. println!("Point occupies {} bytes in the stack",
  37. mem::size_of_val(&point));
  38. println!("Rectangle occupies {} bytes in the stack",
  39. mem::size_of_val(&rectangle));
  40. // box 的大小 = 指针 大小(box size = pointer size)
  41. println!("Boxed point occupies {} bytes in the stack",
  42. mem::size_of_val(&boxed_point));
  43. println!("Boxed rectangle occupies {} bytes in the stack",
  44. mem::size_of_val(&boxed_rectangle));
  45. println!("Boxed box occupies {} bytes in the stack",
  46. mem::size_of_val(&box_in_a_box));
  47. // 将包含在 `boxed_point` 的数据复制到 `unboxed_point`
  48. let unboxed_point: Point = *boxed_point;
  49. println!("Unboxed point occupies {} bytes in the stack",
  50. mem::size_of_val(&unboxed_point));
  51. }