Rust 中的 Sizedness：深入浅出（上）

摘要

在 Rust 编程语言中，Sizedness 是一个看似不起眼却至关重要的概念。它以各种微妙的方式影响着语言的许多其他特性，往往以 Rust 编程者都很熟悉的错误信息“x doesn't have size known at compile time”的形式出现。在这篇博文中，我们将深入探讨 Rust 中的 Sizedness，从基础概念到高级应用，帮助您掌握这一关键知识。

引言

Sizedness 在 Rust 中扮演着双重角色。它既是一个类型特性，也决定了类型在内存中占用空间的大小，同时又影响着类型可以应用的运算和操作。理解 Sizedness对于编写高效且可靠的 Rust 代码至关重要。

什么是 Sizedness？

在 Rust 中，Sizedness 表示一个类型在编译时是否具有已知的大小。具有已知大小的类型称为 Sized，而大小未知的类型称为 Unsized。

• Sized 类型 ：具有固定且已知的内存大小，例如整数、浮点数和字符串切片。
• Unsized 类型 ：大小在编译时未知，例如trait 对象、动态大小的数组和闭包。

Sizedness 的影响

Sizedness 对 Rust 代码的影响是多方面的：

• 内存分配 ：Sized 类型可以在栈上分配，而 Unsized 类型必须在堆上分配。
• 运算和操作 ：某些运算和操作仅适用于 Sized 类型，例如大小比较、算术运算和指针运算。
• 泛型编程 ：Sizedness 限制了泛型函数和数据结构的适用性。

Sized 和 Unsized 类型

在 Rust 中，有两种主要类型的 Sized 类型：

• 基本类型 ：如整数、浮点数和布尔值。
• 已知大小的复合类型 ：如元组、结构体和枚举类型（前提是其所有字段都是 Sized 类型）。

常见的 Unsized 类型包括：

• trait 对象 ：代表具有特定 trait 实现的任何类型。
• 动态大小的数组 ：大小在编译时未知的数组。
• 闭包 ：可以捕获环境变量的函数。

Sizedness 和泛型

Sizedness 在泛型编程中尤为重要。当定义泛型函数或数据结构时，Rust 编译器需要知道类型参数的 Sizedness，以确定该函数或数据结构的行为。例如，只能对 Sized 类型使用大小比较运算。

结论

理解 Rust 中的 Sizedness对于编写高效且可靠的代码至关重要。通过掌握这一概念，您可以优化内存分配，避免错误，并创建更通用的泛型代码。在下一篇文章中，我们将进一步深入探讨 Sizedness 的高级应用，包括指针运算、Unsafe 代码和 FFI。