rust中的智能指针Box<T>

rust中的指针大致可以分成三种:引用裸指针智能指针

智能指针实际上是一种结构体,只不过它的行为类似指针。智能指针是对指针的一层封装,提供了一些额外的功能,比如自动释放内存。智能指针区别于常规结构体的特性在于,它实现了DerefDrop这两个trait。Deref提供了解引用能力,Drop提供了自动析构的能力,正是之后这两个trait让智能指针有了类似指针的行为,而且比一般的指针更为强大,顾称之为:智能指针。

最简单直接的智能指针是box,其类型是Box<T>。box 允许你将一个值放在堆上而不是栈上。留在栈上的则是指向堆数据的指针。

Box<T>的应用场景

一、使用Box<T>在堆上存储数据

如下示例:

这里定义了变量b,其值是存储在堆上的值为5的Box。在这个例子中,我们可以像数据是储存在栈上的那样访问 box 中的数据。根据所有权机制,当b这样的Box类型离开作用域时,它将被释放。这个释放过程作用于 box 本身(位于栈上)和它所指向的数据(位于堆上)


二、Box<T>的内部实现

我们自己创建一个MyBox,来实现Box的功能。

1、new方法

new方法

2、Deref trait

指针类型,有解引用的用法,但是我们的MyBox智能指针还没有这个功能,使用解引用会通过不了编译:

解引用的trait需求

因此,为了实现trait,需要提供trait所需的方法实现。Deref trait,由标准库提供,要求实现名为deref的方法,其借用self并返回一个内部数据的引用。以下就是定义于MyBox之上的Deref实现:

实现deref trait

type Target = T; 

语法定义了用于此 trait 的关联类型。关联类型是一个稍有不同的定义泛型参数的方式。此处不作过多拓展。

deref 方法体中写入了 &self.0 ,这样 deref 返回了我希望通过 * 运算符访问的值的引用。

这样我们就可以使用解引用符*了。

注意:没有 Deref trait 的话,编译器只会解引用 & 引用类型。 deref 方法向编译器提供了获取任何实现了 Deref trait 的类型的值,并且调用这个类型的 deref 方法来获取一个它知道如何解引用的 & 引用的能力。

如开始时的那个示例中的*y代码,Rust事实上在底层运行了如下的代码:

*(y.deref())

3、Drop trait

对于智能指针模式来说第二个重要的 trait 是 Drop ,其允许我们在值要离开作用域时执行一些代码。可以为任何类型提供 Drop trait 的实现,同时所指定的代码被用于释放类似于文件或网络连接的资源。

如下代码:

析构函数drop

给CustomSmartPointer结构体实现了一个drop方法,这个就类似于面向对象语言中的析构函数,最后输出:

输出

这两行输出刚好和d和c这两个结构体实例创建的顺序相反。同时也说明这两个实例在离开作用域之后确实是调用drop方法了。

但值得注意的是:

我们不能直接调用drop功能。因为drop trait的目的就是进行自动的释放处理逻辑。

如我们调用c.drop()手动释放实例c:

手动析构

错误信息如下:

错误信息

错误信息告诉我们,不能显示地去做析构。

但是可以用std::mem::drop来提前drop值。

如下代码,用的是drop(c)来清理实例c:

drop(c)

可以看到运行后的顺序:

输出字符串顺序

可以看出,c是被提前释放掉了,所以c里面的drop方法第一个被执行。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,923评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,154评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,775评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,960评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,976评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,972评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,893评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,709评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,159评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,400评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,552评论 1 346
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,265评论 5 341
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,876评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,528评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,701评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,552评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,451评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容