Rust的標準庫中有一系列不同的智能指針類型,不過這有兩個類型是十分特殊的。Rust的安全大多來源于編譯時檢查,不過裸指針并沒有這樣的保證,使用它們是[`unsafe`](http://doc.rust-lang.org/nightly/book/unsafe.html)的。
`*const T`和`*mut T`在Rust中被稱為“裸指針”。有時當編寫特定類型的庫時,為了某些原因你需要繞過Rust的安全保障。在這種情況下,你可以使用裸指針來實現你的庫,同時暴露一個安全的接口給你的用戶。例如,`*`指針允許別名,允許用來寫共享所有權類型,甚至是內存安全的共享內存類型(`Rc`和`Arc`類型都是完全用Rust實現的)。
這里有一些你需要記住的裸指針不同于其它指針的地方。它們是:
* 不能保證指向有效的內存,甚至不能保證是非空的(不像`Box`和`&`);
* 沒有任何自動清除,不像`Box`,所以需要手動管理資源;
* 是普通舊式類型,也就是說,它不移動所有權,這又不像`Box`,因此Rust編譯器不能保證不出像釋放后使用這種bug;
* 被認為是可發送的(如果它的內容是可發送的),因此編譯器不能提供幫助確保它的使用是線程安全的;例如,你可以從兩個線程中并發的訪問`*mut i32`而不用同步。
* 缺少任何形式的生命周期,不像`&`,因此編譯器不能判斷出懸垂指針;
* 除了通過`*const T`直接不允許改變外,沒有別名或可變性的保障。
## 基礎
創建一個裸指針是灰常安全的:
~~~
let x = 5;
let raw = &x as *const i32;
let mut y = 10;
let raw_mut = &mut y as *mut i32;
~~~
然而,解引用它則不行。這個不能工作:
~~~
let x = 5;
let raw = &x as *const i32;
println!("raw points at {}", *raw);
~~~
它給出這個錯誤:
~~~
error: dereference of unsafe pointer requires unsafe function or block [E0133]
println!("raw points at{}", *raw);
^~~~
~~~
當你解引用一個裸指針,你要為它并不指向正確的地方負責。為此,你需要`unsafe`:
~~~
let x = 5;
let raw = &x as *const i32;
let points_at = unsafe { *raw };
println!("raw points at {}", points_at);
~~~
關于裸指針的更多操作,查看[它們的API文檔](http://doc.rust-lang.org/nightly/std/primitive.pointer.html)。
## FFI
裸指針在FFI中很有用:Rust的`*const T`和`*mut T`分別與C中的`const T*`和`T*`類似。關于它們的應用,查看[FFI章節](http://doc.rust-lang.org/nightly/book/ffi.html)。
## 引用和裸指針
在運行時,指向一份相同數據的裸指針`*`和引用有相同的表現。事實上,在安全代碼中`&T`引用會隱式的轉換為一個`*const T`同時它們的`mut`變體也有類似的行為(這兩種轉換都可以顯式執行,分別為`value as *const T`和`value as *mut T`)。
反其道而行之,從`*const`到`&`引用,是不安全的。一個`&T`總是有效的,所以,最少,`*const T`裸指針必須指向一個`T`的有效實例。進一步,結果指針必須滿足引用的別名和可變性法則。編譯器假設這些屬性對任何引用都是有效的,不管它們是如何創建的,因而所以任何從裸指針來的轉換都斷言它們成立。程序猿_必須_保證它。
推薦的轉換方法是
~~~
let i: u32 = 1;
// explicit cast
let p_imm: *const u32 = &i as *const u32;
let mut m: u32 = 2;
// implicit coercion
let p_mut: *mut u32 = &mut m;
unsafe {
let ref_imm: &u32 = &*p_imm;
let ref_mut: &mut u32 = &mut *p_mut;
}
~~~
與使用`transmute`相比更傾向于`&*x`解引用風格。或者比需要的更強大,并且更嚴格的操作更難以錯誤使用;例如,它要求`x`是一個指針(不像`transmute`)。
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- 4.1.棧和堆
- 4.2.測試
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- 4.9.Borrow 和 AsRef
- 4.10.發布途徑
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- 5.28.屬性
- 5.29.`type`別名
- 5.30.類型轉換
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- 5.32.不定長類型
- 5.33.運算符和重載
- 5.34.`Deref`強制多態
- 5.35.宏
- 5.36.裸指針
- 6.Rust開發版
- 6.1.編譯器插件
- 6.2.內聯匯編
- 6.3.不使用標準庫
- 6.4.固有功能
- 6.5.語言項
- 6.6.鏈接參數
- 6.7.基準測試
- 6.8.裝箱語法和模式
- 6.9.切片模式
- 6.10.關聯常量
- 7.詞匯表
- 8.學院派研究
- 勘誤