在 Rust 堆上创建固定大小的数组

Question

我尝试使用以下代码：

fn main() {
    let array = box [1, 2, 3];
}

，在我的程序中，它会导致编译错误：error: obsolete syntax: ~[T] is no longer a type。

AFAIU，Rust 中没有动态大小的数组（大小必须在编译时知道）。然而，在我的代码片段中，数组确实具有静态大小，并且应该是类型~[T, ..3]（拥有大小为 3 的静态数组），而编译器说它具有类型~[T]。是否有任何深层原因导致无法在堆上分配静态大小的数组？

PS 是的，我听说过Vec。

Answer 1

既然我到了这里，其他人也可能如此。Rust 已经向前发展，在这个答案中，Rust 的稳定版本为 1.53，每晚版本为 1.55。

Box::new([1, 2, 3])是推荐的方法，并且可以完成其工作，但是有一个问题：数组是在堆栈上创建的，然后复制到堆上。这是 Box 的记录行为：

通过创建 Box 将值从堆栈移动到堆：

这意味着，它包含一个隐藏的memcopy，并且对于大型数组，堆分配甚至会因堆栈溢出而失败。

const X: usize = 10_000_000;
let failing_huge_heap_array = [1; X];

thread 'main' has overflowed its stack
fatal runtime error: stack overflow

目前有几种解决方法（Rust 1.53），最简单的是创建一个向量并将向量转换为盒装切片：

const X: usize = 10_000_000;
let huge_heap_array = vec![1; X].into_boxed_slice();

这可行，但有两个小问题：它丢失了类型信息，应该是 Box<[i32; 10000000]> 现在是 Box<[usize]> 并且另外在堆栈上占用 16 个字节，而数组只占用 8 个字节。

...
println!("{}", mem::size_of_val(&huge_heap_array);

16

没什么大不了的，但这伤害了我个人的和尚因素。

经过进一步研究，放弃需要每晚的选项，例如 OP box [1, 2, 3]，它似乎会带着该功能回来#![feature(box_syntax)]，而 arr 板条箱很好，但也需要每晚，我发现在堆上分配数组而不隐藏的最佳解决方案memcopy 是西米亚斯的建议

/// A macro similar to `vec![$elem; $size]` which returns a boxed array.
///
/// ```rustc
///     let _: Box<[u8; 1024]> = box_array![0; 1024];
/// ```
macro_rules! box_array {
    ($val:expr ; $len:expr) => {{
        // Use a generic function so that the pointer cast remains type-safe
        fn vec_to_boxed_array<T>(vec: Vec<T>) -> Box<[T; $len]> {
            let boxed_slice = vec.into_boxed_slice();

            let ptr = ::std::boxed::Box::into_raw(boxed_slice) as *mut [T; $len];

            unsafe { Box::from_raw(ptr) }
        }

        vec_to_boxed_array(vec![$val; $len])
    }};
}

const X: usize = 10_000_000;
let huge_heap_array = box_array![1; X];

它不会溢出堆栈，仅占用 8 个字节，同时保留类型。

它使用 unsafe，但将其限制为单行代码。在语法出现之前box [1;X]，恕我直言，这是一个干净的选项。

Answer 2

据我所知，盒子表达式是实验性的。您可以使用Box::new()类似下面的代码来抑制警告。

fn main() {
    let array1 = Box::new([1, 2, 3]);
    // or even
    let array2: Box<[i32]> = Box::new([1, 2, 3]);
}

请查看下面 Shepmaster 的评论，因为它们是不同的类型。