Rust中的智能指针-Box

在C++11中也有智能指针shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr,在Rust中也有叫智能指针的东西,今天我们来讨论一下Box。现在我们要构建一个二叉树。在Python中实现是比较简单的:

最终的树形结构:

现在用Rust来实现一个?

在上一篇我们已经提到了,上面的代码Rust肯定不会让我们编译通过。已经提示我们使用 、 、 。他们都是指针类型,都是指向内存上某一个位置。

在Rust里面称作borrow类型。只是引用内存上某个位置的值,并不拥有所指的值。如果我们想使用 来修复这个问题,我们需要注意一个问题就是生命周期,borrow类型生命周期取决owner的生命周期。

是一种智能指针,零运行时开销。拥有它所指向的数据。我们为什么称做智能的,是因为当执行过边界,它将drop掉它所指向的数据然后drop本身。不需要手动管理内存!!!

是另外一种智能指针,是 的简称。用于记录数据结构被引用的次数。当引用的数字减小到0时,就自行清理。如果在一个线程,对于同一个数据有多个owner的时候,我们选用 。对于多线程,我们有 (atomic reference count)

上面的三个方法都可以解决之前的问题,那我们该怎么选择呢,这取决于自己的使用场景。

怎么让subtrees变得可选?

紧接着我们又面临的问题就是无法实例化之前定义的tree结构。为什么呢?现有的数据结构,left和right子树都是Box的类型,但是我们定义的tree节点有一些是空子树。在Python代码中,我们使用了 ,但在Rust中有 :

现在我们就可以创建我们第一个tree:

现在将代码做一些优化:

最终可以这样实例化我们想要的Tree:

那为什么在Python就能完美运行呢?Python在运行的时候为树对象动态分配内存,将所有内容包装在PyObject中,类似Rc。

遇到类似的情况我们该怎么处理和选择呢?智能指针这个东西是不是银弹呢?我们需要了解所有可能的解决方案,如果可以,我们就远离使用智能指针,坚持简单借用。如果不能,我们就选择侵入性更小的一个作为解决方案。

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