为什么 Rust 在运行时检查数组边界，而（大多数）其他检查发生在编译时？

Question

阅读basic introduction：

如果你尝试使用不在数组中的下标，你会得到一个错误：数组访问是在运行时进行边界检查的。

为什么 Rust 在运行时检查数组边界，而大多数其他检查似乎发生在编译时？

Answer 1

因为在一般情况下在编译时检查索引是不可行的。即使对于小程序，推理任意变量的可能值也是困难和不可能的。没有人愿意：

1. 正式证明索引不能越界，并且
2. 将该证明编码到类型系统中

...每个切片/Vec/等。访问，因为这是在编译时执行边界检查所必须做的。您基本上需要依赖类型。

除了可能使类型检查无法确定（并使程序的类型检查变得更加困难）之外，类型推断通常变得不可能（并且在最好的情况下受到更多限制），类型变得更加复杂和冗长，并且复杂性语言显着增加。只有在非常简单的情况下，无需大量额外的程序员工作就可以证明索引在界限内。

此外，摆脱边界检查的动机很小。生命周期通过几乎完全消除垃圾收集的需要来减轻负担——这是一个巨大的侵入性功能，具有不可预测的吞吐量、空间和延迟影响。另一方面，运行时边界检查非常无创，开销很小且众所周知，并且即使整个程序的其余部分都大量使用它，也可以在性能关键部分选择性地关闭它。

请注意，编译器可以对数组的越界访问做一些简单的检查：

let a = [1, 2];
let element = a[100];

error: index out of bounds: the len is 2 but the index is 100
 --> src/main.rs:3:19
  |
3 |     let element = a[100];
  |                   ^^^^^^
  |
  = note: #[deny(const_err)] on by default

但是，这是有限的，并且可以通过使索引值不是“显而易见的”常量来轻松避免：

let a = [1, 2];
let idx = 100;
let element = a[idx];