如何在不复制元素的情况下将 Vec 转换为数组？答案

【问题标题】：How to convert a Vec into an array without copying the elements?如何在不复制元素的情况下将 Vec 转换为数组？
【发布时间】：2018-03-16 19:40:39
【问题描述】：

我有一个 Vec 的重要类型，其大小我确定。我需要将其转换为固定大小的数组。理想情况下，我想这样做

不复制数据 - 我想使用Vec
不使用零数据预初始化数组，因为这会浪费 CPU 周期

问题写成代码：

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() {
    let points = vec![
        Point { x: 1, y: 2 },
        Point { x: 3, y: 4 },
        Point { x: 5, y: 6 },
    ];

    // I would like this to be an array of points
    let array: [Point; 3] = ???;
}

这似乎是一个微不足道的问题，但是我无法在 Vec 文档、Rust Books 的切片部分或谷歌搜索中找到令人满意的解决方案。我发现的唯一一件事是首先用零数据初始化数组，然后从Vec 复制所有元素，但这不能满足我的要求。

【问题讨论】：

可能与stackoverflow.com/questions/31360993/… 和stackoverflow.com/questions/44182269/… 重复。
不是 stackoverflow.com/questions/31360993/… 的副本，但它可以作为解决方案的一部分，尽管使用了 unsafe 关键字。也就是说，如果没有更简单更优雅的解决方案，我会感到惊讶
如果没有动态长度 (alloca) 数组，它们本身就没那么有用，您通常会看到使用某种更高级别的结构 (github.com/servo/rust-smallvec ?)。当动态长度数组出现时，我希望出现更符合人体工程学的解决方案。
让问题更具体：它应该支持特定长度的数组，还是任何长度的数组？为这个操作编写一个安全简单的接口显然不是一件容易的事。对于像[T; 3]这样的单个数组长度，会有简单的解决方案。
是的，固定长度的数组是有意和想要的，而动态长度不是。在 API 中，固定长度数组指定了传递数据形状的协定。例如函数 create_triangle 将采用 3 个点的固定长度数组，因为三角形由 3 个点定义。它不能采用任何其他长度的点数组。所以我想可以说数组长度增加了关于使用的额外信息（这也意味着长度不需要在运行时验证）

标签： arrays vector rust

【解决方案1】：

正确地做到这一点非常困难。问题在于当存在部分未初始化的数组时正确处理恐慌。如果数组中的类型实现了Drop，那么它将访问未初始化的内存，导致未定义的行为。

最简单、最安全的方法是使用arrayvec：

extern crate arrayvec;

use arrayvec::ArrayVec;

#[derive(Debug)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() {
    let points = vec![
        Point { x: 1, y: 2 },
        Point { x: 3, y: 4 },
        Point { x: 5, y: 6 },
    ];

    let array: ArrayVec<_> = points.into_iter().collect();
    let array: [Point; 3] = array.into_inner().unwrap();
    println!("{:?}", array);
}

请注意，这只适用于 specific sizes of arrays，因为 Rust 还没有通用整数。 into_inner 也有一个你应该注意的性能警告。

另见：

What is the proper way to initialize a fixed length array?（尤其是this answer）
Convert vectors to arrays and back，无意中编写了无需副本即可工作的代码，但并未明确声称这是故意的
How to get a slice as an array in Rust?
Is there a good way to convert a Vec<T> to an array?
Slice to fixed-size array

【讨论】：

【解决方案2】：

还有try_into？

use std::convert::TryInto;

#[derive(Debug)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() {
    let v: Vec<Point> = vec![Point { x: 1, y: 1 }, Point { x: 2, y: 2 }];
    let a: &[Point; 2] = v[..].try_into().unwrap();
    println!("{:?}", a);
}

它不可变地借用，所以 Vec 不会被消耗。

【讨论】：

【解决方案3】：

只是为了好玩，这里有一些例子表明安全的 Rust 为我们提供了针对特定小尺寸的方法，例如：

/// Return the array inside Some(_), or None if there were too few elements
pub fn take_array3<T>(v: &mut Vec<T>) -> Option<[T; 3]> {
    let mut iter = v.drain(..);
    if let (Some(x), Some(y), Some(z))
        = (iter.next(), iter.next(), iter.next())
    {
        return Some([x, y, z]);
    }
    None
}

/// Convert a Vec of length 3 to an array.
///
/// Panics if the Vec is not of the exact required length
pub fn into_array3<T>(mut v: Vec<T>) -> [T; 3] {
    assert_eq!(v.len(), 3);
    let z = v.remove(2);
    let y = v.remove(1);
    let x = v.remove(0);
    [x, y, z]
}

拥有Vec 的基本方法是：remove、pop、drain、into_iter 等。

【讨论】：