Question

我注意到Rust的Vec::len方法只访问了vector len属性。为什么不是len只是一个公共财产，而不是围绕它包装一个方法？我假设这是为了在以后实现发生变化的情况下，没有什么会破坏，因为Vec::len可以改变它获取长度的方式，而Vec的任何用户都不知道。但我不知道是否还有其他原因。

我的问题的第二部分是关于我何时设计API。如果我正在构建自己的API，并且我有一个具有len属性的结构，那么我应该将len设为私有并创建公共len()方法吗？在Rust中公开字段是不好的做法吗？我不这么认为，但我没有注意到Rust经常这样做。例如，我有以下结构：

pub struct Segment {
    pub dol_offset: u64,
    pub len: usize,
    pub loading_address: u64,
    pub seg_type: SegmentType,
    pub seg_num: u64,
}

这些字段中的任何一个是私有的，而是有像Vec这样的包装函数吗？如果是这样，为什么呢？在Rust中有一个很好的指导方针吗？

Answer 1

一个原因是为实现某种长度概念的所有容器提供相同的接口。（例如std::iter::ExactSizeIterator。）

在Vec的情况下，len()就像一个吸气剂：

impl<T> Vec<T> {
    pub fn len(&self) -> usize {
        self.len
    }
}

虽然这确保了标准库的一致性，但这个设计选择背后还有另一个原因......

此getter可防止len的外部修改。如果不满足条件Vec::len <= Vec::buf::cap，则Vec的方法可能会尝试非法访问内存。例如，Vec::push的实现：

pub fn push(&mut self, value: T) {
    if self.len == self.buf.cap() {
        self.buf.double();
    }
    unsafe {
        let end = self.as_mut_ptr().offset(self.len as isize);
        ptr::write(end, value);
        self.len += 1;
    }
}

将尝试写入内存超过容器拥有的内存的实际结束。由于这一关键要求，禁止修改len。

<强>哲学

在图书馆代码中使用这样的getter绝对是好的（疯狂的人可能会尝试修改它！）。

但是，应该以最小化getter / setter要求的方式设计他们的代码。一个班级应该尽可能地对自己的成员采取行动。应通过方法向公众提供这些行动。在这里，我指的是做有用的事情的方法 - 而不仅仅是一个普通的＆＃39;返回/设置变量的getter / setter。特别是通过使用构造函数或方法可以使setter变得多余。 Vec向我们展示了其中一些＆＃34;制定者＆＃34;：

push
insert
pop
reserve
...

因此，Vec实现了提供对外界访问的算法。但它本身就是管理它的内脏。

Answer 2

Vec结构看起来类这个^[1]：

pub struct Vec<T> {
    ptr: *mut T,
    capacity: usize,
    len: usize,
}

这个想法是ptr指向一个大小为capacity的已分配内存块。如果Vec的大小需要大于capacity，则分配新内存。分配的内存的未使用部分未初始化，可能包含任意数据。

当您在Vec或push pop上调用变异方法时，他们会仔细管理Vec的内部状态，在必要时增加容量，并确保项目被删除的都被正确删除。

如果len是公共字段，则拥有Vec的所有代码或对其中一个的可变引用可以将len设置为任何值。将其设置为高于应有的值，您将能够从未初始化的内存中读取，从而导致未定义的行为。将它设置得更低，您将有效地删除元素而不会正确删除它们。

在其他一些编程语言（例如JavaScript）中，数组或向量的API专门允许您通过设置length属性来更改大小。认为习惯这种方法的程序员可以在Rust中意外地做到这一点并不是不合理的。

保持所有字段的私有性并使用len()的getter方法允许Vec保护其内部的可变性，提供强大的内存保证并防止用户意外地为自己做坏事。

_{[1]实际上，在这个数据结构上构建了抽象层，因此looks a little different。}

为什么Vec :: len是一种方法？

2 个答案: