rust-rc.md

2019-05-12

#rust

Rc 类型总结

Rc 类型总结
- 方法
  - new
  - pin
  - try_unwrap
  - into_raw
  - from_raw
  - downgrade
  - weak_count
  - strong_count
  - get_mut
  - ptr_eq
  - make_mut
  - downcast

std::rc::Rc 是单线程引用计数指针。‘RC’ 代表 ‘Reference Counted’。翻阅 module-level-documentation 查看更多信息 Rc 的固有方法都是关联函数，这意味在使用应该是用类似 Rc::get_mut(&mut value) 而不是 value.get_mut() 的方式调用。这可以避免与其包含的类型方法冲突。

方法

new

pub fn new(value: T) -> Rc<T>

构造一个 Rc<T>

例子

use std::rc::Rc;

let five = Rc::new(5);

pub fn pin(value: T) -> Pin<Rc<T>>

构建一个新的 Pin<Rc<T>>。如果 T 没有实现 Unpin，那么 value 将会固定在内存中不可移动。

try_unwrap

pub fn try_unwrap(this: Self) -> Result<T, Self>

如果 Rc 有且只有1个强引用，则返回包含的值，否则返回 Err<T>。不管 Rc 有多少弱引用，只要符合上述条件，该函数都将成功。

use std::rc::Rc;

fn main() {
    let x = Rc::new(3);
    assert_eq!(Rc::try_unwrap(x), Ok(3));

    let x = Rc::new(4);
    let _y = Rc::clone(&x); // 调用 clone 增强强引用
    assert_eq!(*Rc::try_unwrap(x).unwrap_err(), 4); // Rc::try_unwrap(x) 返回 Err(4)
}

into_raw

pub fn into_raw(this: Self) -> *const T

消费 Rc, 返回被包装的指针。为了避免内存泄漏，被包装的指针如果要被重新转换为 Rc, 应该使用 Rc::from_raw

例子

use std::rc::Rc;

fn main() {
    let x = Rc::new(4);
    let x_ptr = Rc::into_raw(x); // x_ptr 为裸指针 0x142fdcde020
    assert_eq!(unsafe { *x_ptr }, 4);
}

from_raw

pub unsafe fn from_raw(ptr: *const T) -> Self

从裸指针中构建一个 Rc。裸指针必须是从 Rc::into_raw 中返回的裸指针。这个函数是不安全的，因为不正确使用可能会导致内存问题。例如，在裸指针上二次释放资源。

use std::rc::Rc;

let x = Rc::new(10);
let x_ptr = Rc::into_raw(x);

unsafe {
    // 转换成 Rc 避免内存泄漏
    let x = Rc::from_raw(x_ptr);
    assert_eq!(*x, 10);

    // 再次调用 `Rc::from_row(x_ptr)` 会导致内存不安全
}

// `x` 的内存将会在离开作用域后释放，所以 `x_ptr` 不是悬吊指针

downgrade

pub fn downgrade(this: &Self) -> Weak<T>

创建一个被包裹值的弱引用指针

例子

use std::rc::Rc;

let five = Rc::new(5);

let weak_five = Rc::downgrade(&five);

weak_count

返回弱引用计数

例子

use std::rc::Rc;

let five = Rc::new(5);
let _weak_five = Rc::downgrade(&five);

assert_eq!(1, Rc::weak_cont(&five));

strong_count

返回强引用计数

例子

use std::rc::Rc;

let five = Rc::new(5);
let _also_five = Rc::clone(&five);

assert_eq!(2, Rc::strong_count(&five));

get_mut

如果没有其他 Rc 或者 Weak 指针指向内部值，则返回内部值的可变引用，否则返回 None，因为改变共享值是不安全的。另见 make_mut，这方法会在内部值处于共享状态时克隆内部值。

例子

use std::rc::Rc;

let mut x = Rc::new(3);
*Rc::get_mut(&mut x).unwrap() = 4;
assert_eq!(*x, 4);

let _y = Rc::clone(&x);
assert!(Rc::get_mut(&mut x).is_none());

ptr_eq

判断两个指针是否指向同一个值

例子

use std::rc::Rc;

let five = Rc::new(5);
let same_five = Rc::clone(&five);
let other_five = Rc::new(5);

assert!(Rc::ptr_eq(&five, &same_file));
assert!(!Rc::ptr_eq(&five, &other_file));

make_mut

pub fn make_mut(this: &mut Self) -> &mut T

创建一个 Rc 的可变引用。如果 Rc 还有其他引用或弱引用，make_mut 将会克隆内部值以保证所有权的唯一性。这也被称为写时克隆。

另见 get_mut，这个方法会失败而不是克隆

例子

use std::rc::Rc;

let mut data = Rc::new(5);

*Rc::make_mut(&mut data) += 1; // 不会克隆
let mut other_data = Rc::clone(&data); //此时还未复制
*Rc::make_mut(&mut data) += 1; // 复制内部数据
*Rc::make_mut(&mut data) += 1; // 复制后再次调用原指针将不会触发克隆
*Rc::make_mut(&mut other_data) *= 2;

// 现在 `data` 和 `other_data` 指向不同值
assert_eq!(*data, 8);
assert_eq!(*other_data, 12);

downcast

pub fn downcast<T: Any>(self) -> Result<Rc<T>, Rc<dyn Any>>

尝试将 Rc 降级为具体值

例子

use std::any::Any;
use std::rc::Rc;

fn print_if_string(value: Rc<dyn Any>) {
    if let Ok(string) = value.downcast::<String>() {
        println!("String ({}): {}", string.len(), string);
    }
}

fn main() {
    let my_string = "Hello World".to_string();
    print_if_string(Rc::new(my_string));
    print_if_string(Rc::new(0i8)); // 不会打印
}