可以在没有额外分配的情况下移动和修改向量吗？

Question

考虑以下代码：

let u: Vec<u8> = (64..74).collect();
let v: Vec<u8> = u.iter().map(|i| i + 1).collect();

u没有移动，因此v不可避免地是新分配的。

但是，如果我执行以下操作：

let w: Vec<u8> = u.into_iter().map(|i| i + 1).collect();

u被感动了，w是它改造的名字。这是一些代表我的意思的伪代码：

let u: Vec<u8> = (64..74).collect();
let v: Vec<u8> = u.iter().map(|i| i + 1).collect();

（在我看来）不需要新的分配，因为我们将类型映射到自身。这段代码不会出现这种情况：

let t: Vec<u8> = (64..74).collect();
let s: String = t.into_iter().map(|i| i as char).collect();

总结我的问题

Vec当我们将 aVec转换为迭代器，然后将此迭代器映射到相同类型元素上的迭代器，然后将结果收集到 a时，是否有分配 new Vec？

如果确实有分配，为什么？

我试图--emit=mir，但我无法找到答案。我每晚都使用 rustc 1.20（如果这很重要）。

如果您想玩代码：在线尝试！

Answer 1

让我们看看for的实现来源：into_iter()Vec<T>

fn into_iter(mut self) -> IntoIter<T> {
    unsafe {
        let begin = self.as_mut_ptr();
        assume(!begin.is_null());
        let end = if mem::size_of::<T>() == 0 {
            arith_offset(begin as *const i8, self.len() as isize) as *const T
        } else {
            begin.offset(self.len() as isize) as *const T
        };
        let cap = self.buf.cap();
        mem::forget(self);
        IntoIter {
            buf: Shared::new(begin),
            cap: cap,
            ptr: begin,
            end: end,
        }
    }
}

创建IntoIter迭代器会产生一些额外的分配，但不会用于向量的元素；相反，向量的底层内存细节被注册。怎么样的代码背后map()？

fn map<B, F>(self, f: F) -> Map<Self, F> where
    Self: Sized, F: FnMut(Self::Item) -> B,
{
    Map{iter: self, f: f}
}

这里也没有分配额外的向量。最后一块拼图是collect()：

fn collect<B: FromIterator<Self::Item>>(self) -> B where Self: Sized {
    FromIterator::from_iter(self)
}

这里没有答案；怎么样实施的from_iter()对Vec<T>？

impl<T> FromIterator<T> for Vec<T> {
    #[inline]
    fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Vec<T> {
        <Self as SpecExtend<T, I::IntoIter>>::from_iter(iter.into_iter())
    }
}

这开始看起来很神奇，但也许相关的SpecExtend 代码会揭示我们正在寻找的内容：

impl<T, I> SpecExtend<T, I> for Vec<T>
    where I: Iterator<Item=T>,
{
    default fn from_iter(mut iterator: I) -> Self {
        // Unroll the first iteration, as the vector is going to be
        // expanded on this iteration in every case when the iterable is not
        // empty, but the loop in extend_desugared() is not going to see the
        // vector being full in the few subsequent loop iterations.
        // So we get better branch prediction.
        let mut vector = match iterator.next() {
            None => return Vec::new(),
            Some(element) => {
                let (lower, _) = iterator.size_hint();
                let mut vector = Vec::with_capacity(lower.saturating_add(1));
                unsafe {
                    ptr::write(vector.get_unchecked_mut(0), element);
                    vector.set_len(1);
                }
                vector
            }
        };
        <Vec<T> as SpecExtend<T, I>>::spec_extend(&mut vector, iterator);
        vector
    }

    default fn spec_extend(&mut self, iter: I) {
        self.extend_desugared(iter)
    }
}

在这段代码中，我们最终可以看到为结果向量分配新空间的Vec::new和Vec::with_capacity方法。

TL;DR：不，如果没有额外的分配，就不可能移动和修改向量。