原文链接:https://stackoverflow.com/questions/25296195/why-are-recursive-struct-types-illegal-in-rust
我们来看一个例子吧:
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| struct Person { mother: Option<Person>, father: Option<Person>, partner: Option<Person>, } fn main() { let susan = Person { mother: None, father: None, partner: None, }; let john = Person { mother: None, father: None, partner: Some(susan), }; }
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编译会出错:
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| error[E0072]: recursive type `Person` has infinite size --> recursive.rs:1:1 | 1 | struct Person { | ^^^^^^^^^^^^^ recursive type has infinite size 2 | mother: Option<Person>, | ---------------------- recursive without indirection 3 | father: Option<Person>, | ---------------------- recursive without indirection 4 | partner: Option<Person>, | ----------------------- recursive without indirection | = help: insert indirection (e.g., a `Box`, `Rc`, or `&`) at some point to make `Person` representable
|
出错的意思:Person是无限大小的。
在Rust中该怎么修复呢?上面也提示了使用Box
, Rc
, &
。 将Person
放进一个Box
,然后就正常work了。
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| struct Person { mother: Option<Box<Person>>, father: Option<Box<Person>>, partner: Option<Box<Person>>, } fn main() { let susan = Person { mother: None, father: None, partner: None, }; let john = Person { mother: None, father: None, partner: Some(Box::new(susan)), }; }
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这背后究竟是为什么呢?
我们都知道Rust在编译的时候就需要知道一个类型究竟该分配多少内存。如果一个类型的内存不知道是多少的话,比如说上面的recursive就是其中一种,需要无限的空隙间,Rust就会在编译阶段直接报错。
但是Box
是知道空间大小的,上面的例子中就在一个递归中插入一个box。Susan有一个mother,father和partner,他们每一个都有一个mother,father,partner……而Box使用一个指针,这个指针是固定大小动态内存分配的。
在structs
,enums
(tuples)中的数据是直接内联存储在struct值的内存中的。给定一个struct:
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| struct Recursive { x: u8, y: Option<Recursive> }
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现在我们来计算该大小:size_of::()。很明显,x字段需要1byte, Option也需要1byte作为判别,然后就是struct中包含的Recursive的size_of::()
1
| size_of::<Recursive>() = 2 + size_of::<Recursive>()
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这个size将会变得无限的大:
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| Recursive == (u8, Option<Recursive>) == (u8, Option<(u8, Option<Recursive>)>) == (u8, Option<(u8, Option<(u8, Option<Recursive>)>)>) == ...
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而Box<T>
是一个指针,有固定的大小的,所以(u8, Option>)的大小就是 1 + 8 bytes,此时Rust编译就知道该分配多少内存。