将“struct”投射到生锈的切片上是否安全？答案

【问题标题】：Is it safe to cast `struct` to a slice in rust?将“struct”投射到生锈的切片上是否安全？
【发布时间】：2021-04-24 04:07:53
【问题描述】：

我有一些struct，类似这样的：

struct MyStruct<T> {
    field1: T,
    field2: T,
    field3: T,
}

我对@987654323@ 的了解和确信：

所有字段的类型相同；
所有字段均为Sized；
每个struct（本例中为3）的准确字段数；

在我的项目中，像切片一样访问structs 可能很有用。所以我做了什么：

impl<T> AsRef<[T]> for MyStruct<T> {
    fn as_ref(&self) -> &[T] {
        let ptr = self as *const Self;
        let ptr2 = ptr as *const T;
        unsafe { std::slice::from_raw_parts(ptr2, 3) }
    }
}

现在我可以像这样访问MyStruct 的字段：

let s = MyStruct { field1: 1.0, field2: 2.0, field3: 3.0 };
s.as_ref()[1]

我已经在dev 和release 模式下测试了一些示例，但没有发现任何错误。我仍然不确定这种指针魔术。

Rust 不能保证内存布局会保持字段的顺序。另一方面，据我所知，只有当struct 的字段大小不同且需要对齐时才会发生这种情况。

所以我真的很好奇：

是否存在任何违反防锈安全保证的情况？
此变体与下一个变体之间是否存在安全或性能差异？
我应该使用union 来代替这个技巧吗？

impl<T> AsRef<[T]> for MyStruct<T> {
    fn as_ref(&self) -> &[T] {
        let tmp: &[T; 3] = unsafe { std::mem::transmute(self) };
        tmp.as_ref()
    }
}

【问题讨论】：

标签： rust unsafe memory-layout

【解决方案1】：

是否存在任何违反防锈安全保证的情况？

是的，不保证订单。尽管不太可能改变，但 Rust 的 ABI 并不稳定，因此未来版本的 Rust 编译器可能会做不同的事情。

您可以强制使用 C ABI，这将使其安全：

#[repr(C)]
struct MyStruct<T> {
    field1: T,
    field2: T,
    field3: T,
}

避免unsafe 的一种可能更好的方法是将字段存储在数组中，然后提供访问器：

struct MyStruct<T> {
    fields: [T; 3],
}

impl<T> MyStruct<T> {
    fn field1(&self) -> &T {
        &self[0]
    }

    fn field1_mut(&mut self) -> &mut T {
        &mut self[0]
    }

    // etc, you could generate these with a macro if there are a lot
}

此变体与下一个变体之间是否存在安全或性能差异？

这些很可能编译成相同的东西。如果您不确定，请进行测试。对于简单的事情，您可以将代码粘贴到 rust.godbolt.org 并比较程序集。

我应该使用 Union 而不是这个技巧吗？

这也只有使用#[repr(C)] 才安全。我看不出在这里使用union 有什么明显的好处，但这意味着你必须使用甚至更多 unsafe 代码，所以这似乎不是一个好主意.

【讨论】：