Rust手动内存管理

Question

当我开始学习C时,我实现了常见的数据结构,如列表,地图和树.我用malloc,calloc,realloc和free请求时,手动管理内存.我用C++做了同样的事情,使用new和delete.

现在来了Rust.看起来Rust没有提供任何与C或C++相对应的函数或运算符,至少在稳定版本中是这样.

是Heap结构和ptr模块(标记experimental)中的那些看对这种事情？

我知道这些数据结构已经在语言中.这是为了学习.

Answer 1

虽然它真的不建议永远做到这一点，你可以用malloc和free你一样是从C.用于这不是非常有用的，但这里是它的外观：

extern crate libc; // 0.2.65

use std::mem;

fn main() {
    unsafe {
        let my_num: *mut i32 = libc::malloc(mem::size_of::<i32>() as libc::size_t) as *mut i32;
        if my_num.is_null() {
            panic!("failed to allocate memory");
        }
        libc::free(my_num as *mut libc::c_void);
    }
}

更好的方法是使用 Rust 的标准库：

use std::alloc::{alloc, dealloc, Layout};

fn main() {
    unsafe {
        let layout = Layout::new::<u16>();
        let ptr = alloc(layout);

        *(ptr as *mut u16) = 42;
        assert_eq!(*(ptr as *mut u16), 42);

        dealloc(ptr, layout);
    }
}

Answer 2

是Heap结构和ptr模块(标有实验)中的那些看对这种事情？

不,作为初学者,你绝对不应该从那里开始.当你开始学习C时,它malloc就是所有的,并且它仍然是语言中容易出错的一部分 - 但如果没有它,你就不能编写任何非平凡的程序.对于C程序员来说,了解malloc和如何避免所有陷阱(内存泄漏,使用后免费等)非常重要.

在现代C++中,人们被教导使用智能指针来管理内存,而不是delete手动使用,但是你仍然需要调用new来为你的智能指针分配内存来管理.它好多了,但那里还有一些风险.而且是,作为一个C++程序员,你需要学习如何new和delete工作,以便正确地使用智能指针.

Rust的目标是比C或C++ 更安全.它的智能指针封装了低级别处理内存的所有细节.如果您自己实现智能指针,则只需要知道如何分配和释放原始内存.由于管理所有权的方式,您实际上需要知道更多的语言细节才能编写正确的代码.它不是像C或C++那样的第一或第二课:它是一个非常高级的主题,并且许多Rust程序员从不需要了解.

如果您想了解如何在堆上分配内存,那么Box该类就是开始使用它的地方.在锈书,关于智能指针的章节 是关于内存分配的章节.

Answer 3

直接访问Rust中的内存分配器是非常不寻常的.通常你想使用智能指针的构造函数(Box::new,Rc::new,Arc::new)对单个对象和只使用Vec或者Box<[T]>如果你想要一个基于堆的阵列.

如果你真的想分配内存并获得一个原始指针,你可以看一下它的实现Rc.(不是Box.Box是神奇的.)为了获得它的后备内存,它实际上创建了一个Box然后使用它的into_raw_non_null函数来获取原始指针.对于销毁,它使用allocator API,但也可以使用Box::from_raw然后使用drop.