裸指针操作：C++ 与 Rust 的差异

C++ 和 Rust 都是强大的编程语言，它们允许程序员使用裸指针来管理内存。裸指针提供了直接访问内存地址的能力，从而可以实现高性能和对底层系统细节的精细控制。然而，使用裸指针也带来了潜在的安全问题，需要程序员格外小心。

在这篇文章中，我们将探讨 C++ 和 Rust 在裸指针操作方面的差异。我们将介绍每种语言的关键特性，并提供一些示例代码来演示如何使用裸指针。

C++ 中的裸指针

在 C++ 中，裸指针是一种指向内存中特定地址的数据类型。裸指针通过使用星号 (*) 和类型名称来声明，如下所示：

int* ptr = nullptr;

裸指针可以指向任何类型的对象，包括基本类型（如 int）、结构体和类。使用裸指针时，程序员有责任管理指针指向的内存。这意味着需要正确分配和释放内存，否则可能会导致内存泄漏或段错误。

Rust 中的裸指针

Rust 中的裸指针与 C++ 中的类似，但它们提供了更高级别的安全保证。Rust 的裸指针被称为原始指针，并且使用类型名称后缀 * 来声明，如下所示：

let ptr: *mut i32 = std::ptr::null_mut();

原始指针可以指向任何类型的对象，但它们比 C++ 中的裸指针更安全。这是因为 Rust 的内存安全系统会跟踪所有原始指针，并确保它们始终指向有效的内存。这有助于防止内存泄漏和段错误。

裸指针操作的差异

C++ 和 Rust 在裸指针操作方面的差异主要在于安全保障。C++ 中的裸指针没有内置的安全保障，而 Rust 中的原始指针则有。这使得使用 Rust 中的原始指针比使用 C++ 中的裸指针更安全。

此外，Rust 还提供了额外的功能来帮助管理原始指针，例如智能指针。智能指针是一种 Rust 类型，它负责管理指向内存的指针。这使得使用原始指针更加方便和安全。

示例代码

下面的示例代码演示了如何使用 C++ 和 Rust 中的裸指针：

// C++ 示例
int* ptr = new int;
*ptr = 42;
delete ptr;

// Rust 示例
let mut ptr: *mut i32 = std::ptr::null_mut();
unsafe {
    ptr = std::alloc::alloc(std::alloc::Layout::new::<i32>()) as *mut i32;
    *ptr = 42;
    std::alloc::dealloc(ptr as *mut u8, std::alloc::Layout::new::<i32>());
}

正如您所看到的，Rust 示例使用了 unsafe 块来访问原始指针。这是必要的，因为 Rust 默认情况下不允许访问原始指针。

结论

C++ 和 Rust 都提供了对裸指针的支持，但它们在安全性方面存在差异。C++ 中的裸指针不安全，而 Rust 中的原始指针则更加安全。此外，Rust 还提供了额外的功能来帮助管理原始指针。在选择使用哪种语言时，请考虑安全性、便利性和可用功能等因素。