获取编译时已知的一定长度的切片答案

【问题标题】：Take slice of certain length known at compile time获取编译时已知的一定长度的切片
【发布时间】：2016-09-21 14:40:42
【问题描述】：

在这段代码中：

fn unpack_u32(data: &[u8]) -> u32 {
    assert_eq!(data.len(), 4);
    let res = data[0] as u32 |
    (data[1] as u32) << 8 |
    (data[2] as u32) << 16 |
        (data[3] as u32) << 24;
    res
}

fn main() {
    let v = vec![0_u8, 1_u8, 2_u8, 3_u8, 4_u8, 5_u8, 6_u8, 7_u8, 8_u8];
    println!("res: {:X}", unpack_u32(&v[1..5]));    
}

函数 unpack_u32 只接受长度为 4 的切片。有没有办法用编译时检查替换运行时检查 assert_eq？

【问题讨论】：

标签： rust

【解决方案1】：

是的，有点。第一步很简单：将参数类型从&[u8] 更改为[u8; 4]：

fn unpack_u32(data: [u8; 4]) -> u32 { ... }

但是将切片（如&v[1..5]）转换为[u8; 4] 类型的对象很难。您当然可以通过指定所有元素来创建这样的数组，如下所示：

unpack_u32([v[1], v[2], v[3], v[4]]);

但这很难输入，并且不能很好地适应数组大小。所以问题是"How to get a slice as an array in Rust?"。我使用了 Matthieu M. 对上述问题 (playground) 的回答的略微修改版本：

fn unpack_u32(data: [u8; 4]) -> u32 {
    // as before without assert
}

use std::convert::AsMut;

fn clone_into_array<A, T>(slice: &[T]) -> A
    where A: Default + AsMut<[T]>,
          T: Clone
{
    assert_eq!(slice.len(), std::mem::size_of::<A>()/std::mem::size_of::<T>());

    let mut a = Default::default();
    <A as AsMut<[T]>>::as_mut(&mut a).clone_from_slice(slice);
    a
}

fn main() {
    let v = vec![0_u8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
    println!("res: {:X}", unpack_u32(clone_into_array(&v[1..5])));    
}

如您所见，仍然存在assert，因此存在运行时失败的可能性。 Rust 编译器无法知道 v[1..5] 是 4 个元素长，因为 1..5 只是 Range 的语法糖，它只是编译器不知道的一个类型。

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为答案是否定的；切片没有大小（或最小大小）作为类型的一部分，因此编译器无需检查；同样，向量是动态调整大小的，因此无法在编译时检查您是否可以获取正确大小的切片。

我能看到信息在编译时原则上可用的唯一方法是，如果函数应用于编译时已知的数组。我认为你仍然需要实现一个过程宏来进行检查（所以只有夜间 Rust，而且这并不容易）。

如果问题是效率而不是编译时检查，您可以调整代码，例如，在 n 调用您的函数之前检查 n*4 元素是否可用；您可以使用不安全的get_unchecked 来避免以后的冗余边界检查。显然，您需要小心避免在实现中出现错误。

【讨论】：

【解决方案3】：

我有一个类似的问题，在堆栈上创建一个固定的字节数组，对应于其他字节数组的 const 长度（在开发期间可能会改变）

编译器插件和宏的组合是解决方案：

https://github.com/frehberg/rust-sizedbytes

【讨论】：