额外的操作
在搞定 push
、pop
后,剩下的基本跟栈链表的实现没有啥区别。只有会改变链表长度的操作才会使用尾指针。
当然,现在一切都是裸指针,因此我们要重写代码来使用它们,在此过程中必须要确保没有遗漏地修改所有地方。
首先,先从栈链表实现中拷贝以下代码:
这里的 Iter
和 IterMut
并没有实现裸指针,先来修改下:
看起来不错!
error[E0392]: parameter `'a` is never used
--> src\fifth.rs:17:17
|
17 | pub struct Iter<'a, T> {
| ^^ unused parameter
|
= help: consider removing `'a`, referring to it in a field,
or using a marker such as `PhantomData`
error[E0392]: parameter `'a` is never used
--> src\fifth.rs:21:20
|
21 | pub struct IterMut<'a, T> {
| ^^ unused parameter
|
= help: consider removing `'a`, referring to it in a field,
or using a marker such as `PhantomData`
咦?这里的 PhantomData 是什么?
PhantomData 是零大小的类型
在你的类型中添加一个
PhantomData<T>
字段,可以告诉编译器你的类型对T
进行了使用,虽然并没有。说白了,就是让编译器不再给出T
未被使用的警告或者错误。如果想要更深入的了解,可以看下 Nomicon
大概最适用于 PhantomData 的场景就是一个结构体拥有未使用的生命周期,典型的就是在 unsafe 中使用。
总之,之前的错误是可以通过 PhantomData 来解决的,但是我想将这个秘密武器留到下一章中的双向链表,它才是真正的需要。
那现在只能破坏我们之前的豪言壮语了,灰溜溜的继续使用引用貌似也是不错的选择。能使用引用的原因是:我们可以创建一个迭代器,在其中使用安全引用,然后再丢弃迭代器。一旦迭代器被丢弃后,就可以继续使用 push
和 pop
了。
事实上,在迭代期间,我们还是需要解引用大量的裸指针,但是可以把引用看作裸指针的再借用。
偷偷的说一句:对于这个方法,我不敢保证一定能成功,先来试试吧..
为了存储引用,这里使用 Option
来包裹,并通过 ptr::as_ref
和 ptr::as_mut
来将裸指针转换成引用。
通常,我会尽量避免使用 as_ref
这类方法,因为它们在做一些不可思议的转换!但是上面却是极少数可以使用的场景之一。
这两个方法的使用往往会伴随很多警告,其中最有趣的是:
你必须要遵循混叠(Aliasing)的规则,原因是返回的生命周期
'a
只是任意选择的,并不能代表数据真实的生命周期。特别的,在这段生命周期的过程中,指针指向的内存区域绝不能被其它指针所访问。
好消息是,我们貌似不存在这个问题,因为混叠是我们一直在讨论和避免的问题。除此之外,还有一个恶魔:
大家注意到这个凭空出现的 'a
吗?这里 self
是一个值类型,按照生命周期的规则,'a
无根之木,它就是无界生命周期。
兄弟们,我很紧张,但是该继续的还是得继续,让我们从栈链表中再复制一些代码过来:
验证下测试用例:
还有 miri:
MIRIFLAGS="-Zmiri-tag-raw-pointers" cargo +nightly-2022-01-21 miri test
running 15 tests
test fifth::test::basics ... ok
test fifth::test::into_iter ... ok
test fifth::test::iter ... ok
test fifth::test::iter_mut ... ok
test first::test::basics ... ok
test fourth::test::basics ... ok
test fourth::test::into_iter ... ok
test fourth::test::peek ... ok
test second::test::basics ... ok
test second::test::into_iter ... ok
test second::test::iter ... ok
test second::test::iter_mut ... ok
test second::test::peek ... ok
test third::test::basics ... ok
test third::test::iter ... ok
test result: ok. 15 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out
嗯,还有 peek
和 peek_mut
的实现:
实现这么简单,运行起来肯定没问题:
$ cargo build
error[E0308]: mismatched types
--> src\fifth.rs:66:13
|
25 | impl<T> List<T> {
| - this type parameter
...
64 | pub fn peek(&self) -> Option<&T> {
| ---------- expected `Option<&T>`
| because of return type
65 | unsafe {
66 | self.head.as_ref()
| ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected type parameter `T`,
| found struct `fifth::Node`
|
= note: expected enum `Option<&T>`
found enum `Option<&fifth::Node<T>>`
哦,这个简单,map 以下就可以了:
我感觉有很多错误正在赶来的路上,因此大家需要提高警惕,要么先写一个测试吧:把我们的 API 都混合在一起,让 miri 来享用 - miri food!
cargo test
running 16 tests
test fifth::test::basics ... ok
test fifth::test::into_iter ... ok
test fifth::test::iter ... ok
test fifth::test::iter_mut ... ok
test fifth::test::miri_food ... ok
test first::test::basics ... ok
test fourth::test::basics ... ok
test fourth::test::into_iter ... ok
test fourth::test::peek ... ok
test second::test::into_iter ... ok
test second::test::basics ... ok
test second::test::iter_mut ... ok
test second::test::peek ... ok
test third::test::iter ... ok
test second::test::iter ... ok
test third::test::basics ... ok
test result: ok. 16 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out
MIRIFLAGS="-Zmiri-tag-raw-pointers" cargo +nightly-2022-01-21 miri test
running 16 tests
test fifth::test::basics ... ok
test fifth::test::into_iter ... ok
test fifth::test::iter ... ok
test fifth::test::iter_mut ... ok
test fifth::test::miri_food ... ok
test first::test::basics ... ok
test fourth::test::basics ... ok
test fourth::test::into_iter ... ok
test fourth::test::peek ... ok
test second::test::into_iter ... ok
test second::test::basics ... ok
test second::test::iter_mut ... ok
test second::test::peek ... ok
test third::test::iter ... ok
test second::test::iter ... ok
test third::test::basics ... ok
test result: ok. 16 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out
完美。