在尝试重用具有终生性的 Vec 时如何取悦借用检查器

转换为通常是不健全的。但是，我们可以使用 Vec：：into_raw_parts 将向量分解为数据指针、长度和容量，转换数据指针，然后使用 Vec：：from_raw_parts 重新创建具有新类型的向量，只要我们能满足 的不变量。Vec<T>Vec<U>Vec::from_raw_parts

好吧，我们可以......但不稳定。但是，它是根据公共方法实现的，因此复制和粘贴实现是微不足道的：Vec::into_raw_partsVec

fn vec_into_raw_parts<T>(v: Vec<T>) -> (*mut T, usize, usize) {
    let mut v = std::mem::ManuallyDrop::new(v);
    (v.as_mut_ptr(), v.len(), v.capacity())
}

好了，现在让我们来看看 ' 不变量的列表：Vec::from_raw_parts

ptr必须已使用全局分配器进行分配，例如通过函数进行分配。alloc::alloc

我们从使用全局分配器的 a 中获取指针。Vec

T需要与分配的内容具有相同的对齐方式。（不那么严格的对齐是不够的，对齐确实需要相等才能满足必须以相同的布局分配和解除分配内存的要求。ptrTdealloc

Vec将确保分配对齐，因此我们可以让我们的函数断言并具有相同的对齐方式。由于类型在编译时是已知的，因此如果通过，编译器将省略此检查。TTU

的大小乘以 （即分配的大小（以字节为单位）的大小需要与指针分配的大小相同。（因为与对齐类似，所以必须用相同的布局调用。Tcapacitydeallocsize

我们还将断言 和 的大小相等，这满足了这个不变量。TU

length需要小于或等于容量。

capacity需要是分配指针的容量。

分配的大小（以字节为单位）不得大于 isize：：MAX。请参阅 pointer：：offset 的安全文档。

我们将从现有向量中获取长度、容量和指针，除非我们已经在某处命中了一些 UB，否则它必须满足这些不变量。

第一个值必须是 类型的正确初始化值。lengthT

我们将在分解向量之前清除它，因此将为零，从而空洞地满足这个不变性。length

现在，我们可以用以下术语定义元素类型之间的安全嬗变：Vec

fn safe_vec_transmute<T, U>(mut v: Vec<T>) -> Vec<U> {
    assert_eq!(std::mem::size_of::<T>(), std::mem::size_of::<U>());
    assert_eq!(std::mem::align_of::<T>(), std::mem::align_of::<U>());

    v.clear();
    
    let (ptr, len, cap) = vec_into_raw_parts(v);

    // SAFETY:
    //
    // We assert T and U have the same size and alignment, and we clear the
    // vector first.  This satisfies several invariants of Vec:from_raw_parts.
    // The remaining invariants are satisfied because we get ptr, len, and cap
    // from an existing vector.
    unsafe { Vec::from_raw_parts(ptr as *mut U, len, cap) }
}

要利用这一点，您可以存储为 .在 中 ，您可以窃取分配，留下一个零容量向量，使用 转换生命周期，使用向量进行工作，将生存期转换回 ，并将其存储回 中。foosVec<&'static mut T>process()std::mem::take(&mut self.foos)safe_vec_transmute'staticself.foos

它看起来像这样（未经测试的代码）：

let foos = safe_vec_transmute(std::mem::take(&mut self.foos));

foos.extend(...);
foos.sort();

// More work

self.foos = safe_vec_transmute(foos);

请注意，编译（经过优化）的指令与清除向量并返回它的函数完全相同，因此运行时开销为零！safe_vec_transmute