Rust的标准库中有一系列不同的智能指针类型,不过这有两个类型是十分特殊的。Rust的安全大多来源于编译时检查,不过裸指针并没有这样的保证,使用它们是[`unsafe`](http://doc.rust-lang.org/nightly/book/unsafe.html)的。
`*const T`和`*mut T`在Rust中被称为“裸指针”。有时当编写特定类型的库时,为了某些原因你需要绕过Rust的安全保障。在这种情况下,你可以使用裸指针来实现你的库,同时暴露一个安全的接口给你的用户。例如,`*`指针允许别名,允许用来写共享所有权类型,甚至是内存安全的共享内存类型(`Rc`和`Arc`类型都是完全用Rust实现的)。
这里有一些你需要记住的裸指针不同于其它指针的地方。它们是:
* 不能保证指向有效的内存,甚至不能保证是非空的(不像`Box`和`&`);
* 没有任何自动清除,不像`Box`,所以需要手动管理资源;
* 是普通旧式类型,也就是说,它不移动所有权,这又不像`Box`,因此Rust编译器不能保证不出像释放后使用这种bug;
* 被认为是可发送的(如果它的内容是可发送的),因此编译器不能提供帮助确保它的使用是线程安全的;例如,你可以从两个线程中并发的访问`*mut i32`而不用同步。
* 缺少任何形式的生命周期,不像`&`,因此编译器不能判断出悬垂指针;
* 除了通过`*const T`直接不允许改变外,没有别名或可变性的保障。
## 基础
创建一个裸指针是灰常安全的:
~~~
let x = 5;
let raw = &x as *const i32;
let mut y = 10;
let raw_mut = &mut y as *mut i32;
~~~
然而,解引用它则不行。这个不能工作:
~~~
let x = 5;
let raw = &x as *const i32;
println!("raw points at {}", *raw);
~~~
它给出这个错误:
~~~
error: dereference of unsafe pointer requires unsafe function or block [E0133]
println!("raw points at{}", *raw);
^~~~
~~~
当你解引用一个裸指针,你要为它并不指向正确的地方负责。为此,你需要`unsafe`:
~~~
let x = 5;
let raw = &x as *const i32;
let points_at = unsafe { *raw };
println!("raw points at {}", points_at);
~~~
关于裸指针的更多操作,查看[它们的API文档](http://doc.rust-lang.org/nightly/std/primitive.pointer.html)。
## FFI
裸指针在FFI中很有用:Rust的`*const T`和`*mut T`分别与C中的`const T*`和`T*`类似。关于它们的应用,查看[FFI章节](http://doc.rust-lang.org/nightly/book/ffi.html)。
## 引用和裸指针
在运行时,指向一份相同数据的裸指针`*`和引用有相同的表现。事实上,在安全代码中`&T`引用会隐式的转换为一个`*const T`同时它们的`mut`变体也有类似的行为(这两种转换都可以显式执行,分别为`value as *const T`和`value as *mut T`)。
反其道而行之,从`*const`到`&`引用,是不安全的。一个`&T`总是有效的,所以,最少,`*const T`裸指针必须指向一个`T`的有效实例。进一步,结果指针必须满足引用的别名和可变性法则。编译器假设这些属性对任何引用都是有效的,不管它们是如何创建的,因而所以任何从裸指针来的转换都断言它们成立。程序猿_必须_保证它。
推荐的转换方法是
~~~
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;
}
~~~
与使用`transmute`相比更倾向于`&*x`解引用风格。或者比需要的更强大,并且更严格的操作更难以错误使用;例如,它要求`x`是一个指针(不像`transmute`)。
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- 7.词汇表
- 8.学院派研究
- 勘误