是否可以将此 Rust 代码写成语义等效的 C++ 代码？

Question

我偶然发现了这个Rust example in Wikipedia，我想知道是否可以将其转换为语义等效的 C++ 代码？

程序定义了一个递归数据结构并在其上实现方法。递归数据结构需要一个间接层，它由一个唯一指针提供，通过box 运算符构造。 （这些类似于 C++ 库类型std::unique_ptr，尽管有更多的静态安全保证。）

fn main() {
    let list = box Node(1, box Node(2, box Node(3, box Empty)));
    println!("Sum of all values in the list: {:i}.", list.multiply_by(2).sum());
}

// `enum` defines a tagged union that may be one of several different kinds
// of values at runtime.  The type here will either contain no value, or a
// value and a pointer to another `IntList`.

enum IntList {
    Node(int, Box<IntList>),
    Empty
}

// An `impl` block allows methods to be defined on a type.

impl IntList {
    fn sum(self) -> int {
        match self {
            Node(value, next) => value + next.sum(),
            Empty => 0
        }
    }

    fn multiply_by(self, n: int) -> Box<IntList> {
        match self {
            Node(value, next) => box Node(value * n, next.multiply_by(n)),
            Empty => box Empty
        }
    }
}

显然在 C++ 版本中，Rusts enum 应该替换为 union，Rusts Box 应该替换为 std::unique_ptr 并且 Rusts Node tuple 应该是 std::tuple 类型，但我只是无法理解如何用 C++ 编写等效的实现。

我知道这可能不实用（而且绝对不是用 C++ 做事的正确方法），但我只是想看看这些语言的比较（C++11 的功能足够灵活，可以进行这种修补吗？）。我还想比较编译器生成的程序集的语义等效实现（如果可能的话）。

Answer 1

免责声明：我不是 C++11 专家。服用必要剂量的盐。

正如其他人评论的那样，有几种方法可以解释您的问题。我将采用过于激进的解释，因为这是唯一有趣的解释：

否，不可能将 Rust 代码翻译成等效的 C++ 代码。你能把它翻译成一个提供相同输出的程序吗？他们都是图灵完整的，所以你当然可以。您能否翻译它以保留原件中的所有语义？没有。

其中大部分可以被翻译，以保持实际行为。 Rust 风格的 enums 可以用带有标签字段和 union 的 structs 替换，同时编写适当的运算符重载以确保正确销毁 only 的成员实际存储的变体。您可以（大概）以这样的方式使用unique_ptr，即首先分配内存，然后将新值直接写入分配，因此没有副本。我相信你可以重写fn sum(self)，让它使用右值this（虽然我从来没有这样做过，所以我很容易出错）。

但据我所知，您不能在 C++ 中做的一件事是复制线性类型。没有办法静态强制移动的值不能再次使用。您可以做的最好的事情是运行时检查，这必然涉及额外的开销。这也解释了为什么你不能拥有一个不可为空的unique_ptr：你永远无法移动它，因为你必须让移动的变量处于可用状态。

现在，已经说过了，我应该通过指出 当前 来声明之前的声明，Rust 编译器会发出一些运行时检查以检查已删除（即已移动）的值，以降旗的形式。我上次检查的计划是删除这些运行时检查以支持纯静态破坏，希望在 1.0 之前。