为什么在调用 Vec::set_len 之前调用 Vec::resize 会导致 Vec 有数据？答案

【问题标题】：Why does calling Vec::resize before calling Vec::set_len cause the Vec to have data?为什么在调用 Vec::set_len 之前调用 Vec::resize 会导致 Vec 有数据？
【发布时间】：2017-08-20 20:12:33
【问题描述】：

我有一个不明白的问题：

fn cipher_with(key: &[u8], data: &[u8]) -> Vec<u8> {
    let data_len = 16;

    let mut data = data.to_vec();
    data.resize(data_len, 2);

    let mut output = Vec::<u8>::with_capacity(data_len);
    unsafe { output.set_len(data_len) }

    output
}

fn main() {
    let key = "blabla".as_bytes();
    let data = "lorem ipsum.".as_bytes();
    println!("{:?}", cipher_with(&key, &data));
}

打印出来：

[108, 111, 114, 101, 109, 32, 105, 112, 115, 117, 109, 46, 0, 0, 0, 0]

但是它是怎么做的呢？我从来没有把这个值给output。

【问题讨论】：

"我从来没有把这个值给output" => 正确。事实上，您从未向output 提供任何数据。 with_capacity() 和 set_len() 都没有初始化内存，这就是为什么后者甚至被标记为 unsafe。为什么您希望output 保存任何有用的数据？ [顺便说一句：欢迎来到 StackOverflow！如果您对此格式有任何疑问，请在 cmets 中询问]
@LukasKalbertodt 包含lorem ipsum. 只是巧合吗？
@zerkms 哇，我没注意到。答案可能就是弗朗西斯在下面所说的。但它让我“wat”了一会儿......°_°
@LukasKalbertodt 他们的回答听起来并不令人信服，因为.resize 应该就位。特别是当你缩小它的时候。
如果有人提出文档问题 - 请在此处放置链接。

标签： arrays vector rust slice

【解决方案1】：

您正在使用不安全的 Rust，这会给您带来不可预测的结果。

在这种特殊情况下，您将Vec 的大小扩展到未初始化的内存中。这些值是已经存在的任何东西。

那么让我们看一些代码：

let mut data = data.to_vec();

这会复制数据“lorem ipsum”。以向量的形式放到堆上。

data.resize(data_len, 2); // data_len = 16

这将Vec 的容量从 12 个增加到 16 个，在这种情况下恰好是字节。但实际上，根据我们所看到的，看起来实现（或者可能是优化器）认为最好放弃第一个分配的内存范围并将数据复制到新内存。

let mut output = Vec::<u8>::with_capacity(data_len);
unsafe { output.set_len(data_len) }

这会创建一个新向量，不安全地给它一个长度。但是你没有初始化它，所以数据会是以前的。

看起来data.resize() 实际上复制了值，而不是仅仅删除向量的末尾。当output 被分配时，它被分配了与之前使用相同的内存块，这就是它包含"lorem ipsum." 的原因。

【讨论】：

data.resize 可能会分配具有请求长度的新存储，复制数据，然后释放旧存储。在创建 output 时，它看起来像是重用了 data 向量的旧存储。
@FrancisGagné doc.rust-lang.org/std/vec/struct.Vec.html#method.resize "就地调整 Vec 的大小，使 len() 等于 new_len。"
@zerkms 我不确定这里的文档，但在某些时候它必须分配。如果它比旧容量长，它就不能就位。可能是文档错误（或至少不够清楚）。如果您查看the source code，您可以看到reserve() 将被调用。
@LukasKalbertodt 是的，在这种情况下，新的长度更短，所以它必须截断。
@Shepmaster 那么这没什么意义。集合的就地操作是一个既定术语，这意味着它在内存方面是次线性的。

【解决方案2】：

要向Peter's answer 添加一些详细信息，请查看这个带注释的版本：

fn cipher_with(key: &[u8], data: &[u8]) -> Vec<u8> {
    let data_len = 16;

    let mut data = data.to_vec();
    println!("{:?}", data.as_ptr());
    data.resize(data_len, 2);
    println!("{:?}", data.as_ptr());

    let mut output = Vec::<u8>::with_capacity(data_len);
    println!("{:?}", output.as_ptr());
    unsafe { output.set_len(data_len) }

    output
}

0x7fa6dba27000
0x7fa6dba1e0c0
0x7fa6dba27000

创建第一个向量时，它的长度为 12。当它的大小调整为 16 时，会进行新的分配并复制数据。这可能是由于分配器的实现，它通常将分配分块到桶中。 16 是一个合理的桶大小。

当第二个向量被创建时，分配器返回第一个向量刚刚放弃的指针。由于同时没有其他任何东西改变了这个内存，它仍然包含data中的任何数据。

【讨论】：