Box<T>

Box 是指向堆上数据的自有指针：

fn main() {
    let five = Box::new(5);
    println!("five: {}", *five);
}
5StackHeapfive

Box<T> 会实现 Deref<Target = T>，这意味着您可以直接在 Box<T> 上通过 T 调用相应方法。

递归数据类型或具有动态大小的数据类型需要使用 Box：

#[derive(Debug)]
enum List<T> {
    /// A non-empty list: first element and the rest of the list.
    Element(T, Box<List<T>>),
    /// An empty list.
    Nil,
}

fn main() {
    let list: List<i32> =
        List::Element(1, Box::new(List::Element(2, Box::new(List::Nil))));
    println!("{list:?}");
}
StackHeaplistElement1Element2Nil
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  • Box is like std::unique_ptr in C++, except that it’s guaranteed to be not null.

  • 在以下情况下，Box 可能会很实用：

    • 在编译时间遇到无法知晓大小的类型，但 Rust 编译器需要知道确切大小。
    • 想要转让大量数据的所有权。为避免在堆栈上复制大量数据，请改为将数据存储在 Box 中的堆上，以便仅移动指针。

  • If Box was not used and we attempted to embed a List directly into the List, the compiler would not compute a fixed size of the struct in memory (List would be of infinite size).

  • Box 大小与一般指针相同，并且只会指向堆中的下一个 List 元素， 因此可以解决这个问题。

  • 将 Box 从 List 定义中移除后，画面上会显示编译器错误。如果您看到“Recursive with indirection”错误消息，这是在提示您使用 Box 或其他类型的引用，而不是直接储存值。

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小众优化

#[derive(Debug)]
enum List<T> {
    Element(T, Box<List<T>>),
    Nil,
}

fn main() {
    let list: List<i32> =
        List::Element(1, Box::new(List::Element(2, Box::new(List::Nil))));
    println!("{list:?}");
}

Box 不得为空，因此指针始终有效且非 null。这样， 编译器就可以优化内存布局：

StackHeaplistElement1Element2