如何在 Rust 编译时确定数组的大小？

Question

我有一个 C 库，它需要明确定义字符串长度的字符串类型：

#[repr(C)]
pub struct FFIStr {
    len: usize,
    data: *const u8,
}

因为这种类型用作静态类型，所以我想要一种使用 const 函数或宏安全地声明它的方法（而不是手动设置 len）。

我的第一次尝试是使用宏和len()，但是在versions before 1.39.0 中，无法获得length of a slice as a const fn：

macro_rules! ffi_string {
    ($x:expr) => {
        FFIStr { len: $x.len(), data: $x as *const u8 }
    };
}

#[no_mangle]
pub static mut HELLO_WORLD: FFIStr = ffi_string!(b"Hello, world!");

error: core::slice::<impl [T]>::len` is not yet stable as a const function

我的第二次尝试是使用std::mem::size_of<T>，但似乎没有办法在不使用泛型的情况下获取静态数组的类型：

const fn ffi_string<T>(s: &'static T) -> FFIStr {
    FFIStr { len: ::std::mem::size_of::<T>(), data: s as *const _ as *const _ }
}

#[no_mangle]
pub static mut HELLO_WORLD: FFIStr = ffi_string(b"Hello, world!");

虽然这很有效（令人惊讶），但它极易被滥用，因为它会疯狂地将你传递给*const u8 的任何内容都转换为*const u8。

const_generics 似乎是一个很好的解决方案，但它们目前不稳定：

const fn ffi_string<const SIZE: usize>(s: &'static [u8; SIZE]) -> FFIStr {
    FFIStr { len: SIZE, data: s as *const u8 }
}

#[no_mangle]
pub static mut X: FFIStr = ffi_string(b"Hello, world!");

error[E0658]: const generics are unstable

有没有更好的方法在编译时确定静态数组的大小？

Answer 1

在 Rust 1.39.0 中，[T]::len 是 stabilised as a const function，现在直截了当：

const ARRAY: [i32; 3] = [1, 2, 3];
const ARRAY_SIZE: usize = ARRAY.len();

fn main() {
    assert_eq!(3, ARRAY_SIZE);
}

---

在早期版本的 Rust 中，这是一种基于通用 C ARRAY_SIZE 宏的方法：

macro_rules! array_size {
    ($x:expr) => (
        (size_of_val($x) / size_of_val(&$x[0]))
    )
}

const fn size_of_val<T>(_: &T) -> usize {
    std::mem::size_of::<T>()
}

fn main() {
    assert_eq!(3, array_size!(&[1, 2, 3]));
    assert_eq!(13, array_size!(b"Hello, world!"));
}

它使用 const 泛型函数 size_of_val<T> 来确定类型，从而确定通过引用传递的值的大小（内置 std::mem::size_of_val 不是 const）。

注意：这不适用于大小为 0 的数组。这可以通过使用 size_of_val($x) / size_of_val(unsafe { &*$x.as_ptr() }) 来解决，但代价是错误地接受了非数组类型（例如 &String）。