KaiserY · 更新于 2018-11-28 11:00:43

类型转换

casting-between-types.md
commit 6ba952020fbc91bad64be1ea0650bfba52e6aab4

Rust,和它对安全的关注,提供了两种不同的在不同类型间转换的方式。第一个,as,用于安全转换。相反,transmute允许任意的转换,而这是 Rust 中最危险的功能之一!

强制转换(Coercion)

类型间的强制转换是隐式的并没有自己的语法,不过可以写作as

强转出现在letconststatic语句;函数调用参数;结构体初始化的字符值;和函数返回值中。

最常用的强转的例子是从引用中去掉可变性:

  • &mut T&T

一个相似的转换时去掉一个[裸指针](Raw Pointers 裸指针.md)的可变性:

  • *mut T*const T

引用也能被强转为裸指针:

  • &T*const T
  • &mut T*mut T

自定义强转可以用[Deref](Deref coercions Deref强制多态.md)定义。

强转是可传递的。

as

as关键字进行安全的转换:

let x: i32 = 5;

let y = x as i64;

有三种形式的安全转换:显式转换,数字类型之间的转换,和指针转换。

转换并不是可传递的:即便是e as U1 as U2是一个有效的表达式,e as U2也不必要是(事实上只有在U1强转为U2时才有效)。

显式转换(Explicit coercions)

e as U是有效的仅当eT类型而且T能强转为U

数值转换

e as U的转换在如下情况下也是有效的:

  • eT类型而且TU是任意数值类型:numeric-cast
  • e是一个类 C 语言枚举(变量并没有附加值),而且U是一个整型:enum-cast
  • eboolchar而且T是一个整型:prim-int-cast
  • eu8而且Ucharu8-char-cast

例如:

let one = true as u8;
let at_sign = 64 as char;
let two_hundred = -56i8 as u8;

数值转换的语义是:

指针转换

你也许会惊讶,[裸指针](Raw Pointers 裸指针.md)与整型之间的转换是安全的,而且不同类型的指针之间的转换遵循一些限制。只有解引用指针是不安全的:

let a = 300 as *const char; // a pointer to location 300
let b = a as u32;

e as U在如下情况是一个有效的指针转换:

  • e*T类型,U*U_0类型,且要么U_0: Sized要么unsize_kind(T) == unsize_kind(U_0)ptr-ptr-cast
  • e*T类型且U是数值类型,同时T: Sizedptr-addr-cast
  • e是一个整型且U*U_0类型,同时U_0: Sizedaddr-ptr-cast
  • e&[T; n]类型且U*const T类型:array-ptr-cast
  • e是函数指针且U*T类型,同时T: Sizedfptr-ptr-cast
  • e是函数指针且U是一个整型:fptr-addr-cast

transmute

as只允许安全的转换,并会拒绝例如尝试将 4 个字节转换为一个u32

let a = [0u8, 0u8, 0u8, 0u8];

let b = a as u32; // four eights makes 32

这个错误为:

error: non-scalar cast: `[u8; 4]` as `u32`
let b = a as u32; // four eights makes 32
        ^~~~~~~~

这是一个“非标量转换(non-scalar cast)”因为这里我们有多个值:四个元素的数组。这种类型的转换是非常危险的,因为他们假设多种底层结构的实现方式。为此,我们需要一些更危险的东西。

transmute函数由[编译器固有功能](Intrinsics 固有功能.md)提供,它做的工作非常简单,不过非常可怕。它告诉Rust对待一个类型的值就像它是另一个类型一样。它这样做并不管类型检查系统,并完全信任你。

在我们之前的例子中,我们知道一个有4个u8的数组可以正常代表一个u32,并且我们想要进行转换。使用transmute而不是as,Rust允许我们:

use std::mem;

unsafe {
    let a = [0u8, 0u8, 0u8, 0u8];

    let b = mem::transmute::<[u8; 4], u32>(a);
}

为了使它编译通过我们要把这些操作封装到一个unsafe块中。技术上讲,只有mem::transmute调用自身需要位于块中,不过在这个情况下包含所有相关的内容是有好处的,这样你就知道该看哪了。在这例子中,a的细节也是重要的,所以它们放到了块中。你会看到各种风格的代码,有时上下文离得太远,因此在unsafe中包含所有的代码并不是一个好主意。

虽然transmute做了非常少的检查,至少它确保了这些类型是相同大小的,这个错误:

use std::mem;

unsafe {
    let a = [0u8, 0u8, 0u8, 0u8];

    let b = mem::transmute::<[u8; 4], u64>(a);
}

和:

error: transmute called with differently sized types: [u8; 4] (32 bits) to u64
(64 bits)

除了这些,你可以自行随意转换,只能帮你这么多了!

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