Rust中的空指针优化是什么？

Question

在学习Rust中,链接列表完全过多,作者提到:

但是,如果我们有一种特殊的枚举:

enum Foo {
    A,
    B(ContainsANonNullPtr),
}

空指针优化启动,这消除了标签所需的空间.如果变体是A,整个枚举设置为全部0.否则,变体是B.这是有效的,因为它B永远不会全部0,因为它包含一个非零指针.

我想作者说的是(假设A是4位,B是4位)

let test = Foo::A

内存布局是

0000 0000

但

let test = Foo::B

内存布局是

some 8 bit non 0 value

究竟在这里优化了什么？两种表示都不总是8位当作者声称时它是什么意思

这意味着&,&mut,Box,Rc,Arc,Vec,并把在当鲁斯特其他几个重要的类型有没有开销Option

Answer 1

空指针优化基本上意味着如果你有一个包含两个变量的枚举,其中一个变量没有关联数据,而另一个变量具有关联数据,其中所有零的位模式不是有效值,那么枚举本身将获取与相关值完全相同的空间量,使用全零位模式指示它是另一个变体.

换句话说,这意味着它Option<&T>的大小完全相同,&T而不需要额外的单词.

Answer 2

enum是一个标记的联盟.没有优化它看起来像

Foo::A;    // tag 0x00 data 0xXX
Foo::B(2); // tag 0x01 data 0x02

空指针优化删除单独的标记字段.

Foo::A;    // tag+data 0x00
Foo::B(2); // tag+data 0x02

Answer 3

我也学习了太多的链表，也许这个代码片段可以加深你的理解

pub enum WithNullPtrOptimization{
    A,
    B(String),
}

pub enum WithoutNullPtrOptimization{
    A,
    B(u32),
}

fn main()  {
    println!("{} {}", std::mem::size_of::<WithNullPtrOptimization>(), std::mem::size_of::<String>()); // 24 24
    println!("{} {}", std::mem::size_of::<WithoutNullPtrOptimization>(), std::mem::size_of::<u32>()); // 8 4
}