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谁在堆中拥有一个盒子?

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我现在正在学习Rust . 我想检查一下我对铁锈所有权的理解 . 我对递归结构中的所有权和借用概念感到困惑 . 我在rustbyexample.com看到这段代码

// Allow Cons and Nil to be referred to without namespacing
use List::{Cons, Nil};

// A linked list node, which can take on any of these two variants
enum List {
    // Cons: Tuple struct that wraps an element and a pointer to the next node
    Cons(u32, Box<List>),
    // Nil: A node that signifies the end of the linked list
    Nil,
}

// Methods can be attached to an enum
impl List {
    // Create an empty list
    fn new() -> List {
        // `Nil` has type `List`
        Nil
    }

    // Consume a list, and return the same list with a new element at its front
    fn prepend(self, elem: u32) -> List {
        // `Cons` also has type List
        Cons(elem, Box::new(self))
    }

    // Return the length of the list
    fn len(&self) -> u32 {
        // `self` has to be matched, because the behavior of this method
        // depends on the variant of `self`
        // `self` has type `&List`, and `*self` has type `List`, matching on a
        // concrete type `T` is preferred over a match on a reference `&T`
        match *self {
            // Can't take ownership of the tail, because `self` is borrowed;
            // instead take a reference to the tail
            Cons(_, ref tail) => 1 + tail.len(),
            // Base Case: An empty list has zero length
            Nil => 0
        }
    }

    // Return representation of the list as a (heap allocated) string
    fn stringify(&self) -> String {
        match *self {
            Cons(head, ref tail) => {
                // `format!` is similar to `print!`, but returns a heap
                // allocated string instead of printing to the console
                format!("{}, {}", head, tail.stringify())
            },
            Nil => {
                format!("Nil")
            },
        }
    }
}

fn main() {
    // Create an empty linked list
    let mut list = List::new();

    // Append some elements
    list = list.prepend(1);
    list = list.prepend(2);
    list = list.prepend(3);

    // Show the final state of the list
    println!("linked list has length: {}", list.len());
    println!("{}", list.stringify());
}

如何可视化堆栈和此代码的堆?

根据我的了解, prepend 获取列表的所有权,在堆中分配空间并将列表移动到堆 . 当 prepend 完成时,它将新创建的列表移动(给予所有权)到外部变量 .

这种可视化是否正确?

First List :: new return Nil so stack将包含Nil .

在list.prepend(1)执行之后,Nil将在地址0x0000(假设)的堆中,堆栈将包含Cons(1,0x0000) .

在list.prepend(2)执行后,Cons(1,0x0000)将在堆中的地址0x00002(假设),堆栈将包含Cons(2,0x0002) .

在list.prepend(3)执行后,Cons(2,0x0002)将在堆中的地址0x00004(假设),堆栈将包含Cons(3,0x0004) .

现在,谁拥有Cons(1,0x0000)的所有权? Cons(2,0x0002)是否拥有Cons(1,0x0000)?堆中的变量是否允许拥有资源的所有权?

从这段代码我假设堆中的变量可能拥有资源的所有权,因此如果Rust取消分配该变量,它也将释放资源 . 它是否正确?

1 回答

  • 3

    Box<Foo> 表示堆上某处的 Foo 实例,由 Box 对象管理和拥有 .

    因此,在您的列表中,最终值为:

    let list = Cons(3, Box::new(Cons(2, Box::new(Cons(1, Box::new(Nil))))))
    
    • list 拥有一个 List 对象,它是枚举的 Cons 变体,拥有 u32 的值 3Box<List>

    • 这个 Box<List> 管理并拥有一个 List 实例: Cons 变种拥有 2 值和另一个 Box<List>

    • 第二个 Box<List> 管理并拥有一个 List 实例: Cons 变种拥有 1 值和 Box<List>

    • 最后 Box<List> 管理并拥有 List 实例: Nil 变体 .

    所以是的, Box 的内容可能拥有其他 Box ,当 Box 被销毁时,它将正确地破坏其内容,预计它本身也会正确地破坏其内容,直到拥有树的底部 .

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