将数组分配到运行时已知大小的堆上

Posted 2023-02-21

【中文标题】将数组分配到运行时已知大小的堆上

【英文标题】：Allocate array onto heap with size known at runtime

【发布时间】：2017-06-02 07:57:43

【问题描述】：

在 C++ 中，我可以像这样将一个包含 1000 个 ints 的数组放入堆中：

int size = 1000;
int* values = new int[size];
delete[] values;

我不知道如何在 Rust 中做同样的事情。

let size = 1000;
let values = Box::new([0; size]) // error: non-constant path in constant expression

据我了解，Rust 强制在编译时知道所有数组的大小，并且不允许您在创建数组时使用表达式。

【问题讨论】：

另见Creating a fixed-size array on heap in Rust、How to allocate arrays on the heap in Rust 1.0 (beta)? 或The Rust Programming Language chapter on vectors。我强烈推荐阅读这本书，因为它涵盖了许多这些介绍性主题。

【参考方案1】：

如果数组的大小可以在编译时确定*，您可以使用这样的常量：

const size: usize = 1000; // or: = some_const_fn() 
let values = Box::new([0; size])

* 由于 const fn 支持 Rust 1.46 控制流和循环。

【讨论】：

截至本文发布日期，使用版本rustc 1.56.0-nightly (0035d9dce 2021-08-16)，这实际上是在堆栈上初始化，而不是在堆上。您可以通过将大小增加到堆栈无法容纳的某个巨大值来找出答案。当然，有趣的是，它只会在调试构建时堆栈溢出，但在发布构建时有效。

是的，它首先在堆栈上初始化数组，然后将其移入堆中。在box syntax 稳定之前，AFAIK 无法直接在堆上初始化变量。

很高兴最终看到一个解决方案，这样我们就不必使用 vec 和 .into_boxed_slice() 作为解决方法（以及调试/发布版本之间的不同行为，老实说甚至不应该发生）

【参考方案2】：

Rust 中的数组是固定长度的。如果您想要一个动态大小的数组，请使用Vec。在这种情况下，最简单的方法是使用 vec! 宏：

let size = 1000;
let values = vec![0; size];

另外，如果您超级担心Vec 是三个字长并且在创建后不需要调整存储空间，您可以显式丢弃内部容量，并带上@ 987654326@ 降到栈上两个字：

let values = values.into_boxed_slice(); // returns a Box<[i32]>.

【讨论】：

你是如何计算出 Vec 和 Box 的默认尺寸的？

一个（装箱的）切片只存储指向切片开头的指针和切片长度作为指针大小的整数。 Vec 是一个 growable 数组，因此它为其他元素分配了额外的空间。这意味着Vec 还必须存储已分配缓冲区的容量（至少与长度一样大）。 （所以将 Box<[_]> 视为 2 个指针，将 Vec<_> 视为 3 个指针。）