Question

我知道在Rust中，编译器不能保证您以声明它们的顺序获取结构数据，以节省内存（我也相信某些C代码优化器在做同样的事情）。假设现在我有一棵二叉树，想将其转换为双链表。在C语言中，我将声明两个结构：

typedef struct tree{
    void* left_child;
    void* right_child;
    void* data;
}tree_t;

对于树，以及：

typedef struct list{
    void* before;
    void* after;
    void* data;
}list_t;

链接列表。如果现在我想将树转换为列表，可以在适当的位置执行此操作，只需将树的内存与列表结构相关联并更改指针：

tree_t mytree;
/*fill tree*/
list_t *list_p;
list_p = (list_t)&mytree;
/*change pointers accordingly*/

但是我如何在Rust中做这样的事情？如果不使用unsafe代码，是否有可能？直到现在我有了我的树：

struct TreeNode<'a, T> {
    left_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
    right_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
    data : &'a T,
}

type BinaryTreeLink<'a, T> = Option<Box<TreeNode<'a, T>>>;

，列表为：

struct ListNode<'a, T> {
    before: ListLink<'a, T>,
    after: ListLink<'a, T>,
    data : &'a T,
}

type ListLink<'a, T> = Option<Box<ListNode<'a, T>>>;

但是我现在如何才能将它们有效地转换为原位？

Answer 1

但是我如何在Rust中做这样的事情？如果不使用不安全的代码，是否有可能？直到现在我有了我的树

要直接做同样的事情，您需要使用不安全的代码。函数std::mem::transmute完全可以满足您的需求。问题是不能保证Rust中的结构布局，因此以下通常是未定义的行为：

use std::mem;
let list_link: Option<Box<ListNode<_>>> = unsafe { mem::transmute(tree_node) };

但是，您可以使用C表示形式，通过强制结构的布局可预测来使其安全：

#[repr(C)]
struct TreeNode<'a, T> {
    left_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
    right_child: BinaryTreeLink<'a, T>,
    data : &'a T,
}

#[repr(C)]
struct ListNode<'a, T> {
    before: ListLink<'a, T>,
    after: ListLink<'a, T>,
    data : &'a T,
}

您还需要将#[repr(C)]应用于内部类型ListLink和BinaryTreeLink的定义。

但是，要完全避免不安全的代码呢？如果编写转换函数，即消耗原始数据，则优化器应该可以将其转换为无操作，因为它知道没有其他代码可以引用该原始数据。记忆。

<'a, T> impl From<ListNode<'a, T>> for TreeNode<'a, T> {
     fn from(other: ListNode<'a, T>) -> ListNode<'a, T>> {
         ListNode {
             before: other.left_child,
             after: other.right_child,
             data: other.data,
         }
     }
}

您绝对应该对此进行基准测试以确保这一点，但是优化器拥有将其变为无操作状态所需的所有信息，并且很有可能会做到这一点。

是否可以在Rust中将一个结构的内存与另一个结构关联？

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