智能指针1： exercises/smart_pointers/box1.rs

题目

rust

// box1.rs
//
// At compile time, Rust needs to know how much space a type takes up. This
// becomes problematic for recursive types, where a value can have as part of
// itself another value of the same type. To get around the issue, we can use a
// `Box` - a smart pointer used to store data on the heap, which also allows us
// to wrap a recursive type.
//
// The recursive type we're implementing in this exercise is the `cons list` - a
// data structure frequently found in functional programming languages. Each
// item in a cons list contains two elements: the value of the current item and
// the next item. The last item is a value called `Nil`.
//
// Step 1: use a `Box` in the enum definition to make the code compile
// Step 2: create both empty and non-empty cons lists by replacing `todo!()`
//
// Note: the tests should not be changed
//
// Execute `rustlings hint box1` or use the `hint` watch subcommand for a hint.

// I AM NOT DONE

#[derive(PartialEq, Debug)]
pub enum List {
    Cons(i32, List),
    Nil,
}

fn main() {
    println!("This is an empty cons list: {:?}", create_empty_list());
    println!(
        "This is a non-empty cons list: {:?}",
        create_non_empty_list()
    );
}

pub fn create_empty_list() -> List {
    todo!()
}

pub fn create_non_empty_list() -> List {
    todo!()
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_create_empty_list() {
        assert_eq!(List::Nil, create_empty_list())
    }

    #[test]
    fn test_create_non_empty_list() {
        assert_ne!(create_empty_list(), create_non_empty_list())
    }
}

在编译时，Rust 需要知道每个类型占用了多少空间。这对于递归类型来说是有问题的，因为一个值可以具有相同类型的另一个值作为其自身的一部分。为了解决这个问题，我们可以使用Box——一个用于在堆上存储数据的智能指针，它还允许我们包装递归类型。

我们在本练习中实现的递归类型是 cons list - 函数式编程语言中常见的一种数据结构。 cons 列表中的每个项目都包含两个元素：当前项目的值和下一个项目的值。最后一项是一个名为Nil的值。

第1步：在枚举定义中使用 Box 来使代码编译
第2步：通过替换 todo!() 创建空和非空 cons 列表

注意：不能修改单元测试代码。

题目解析

编译器提示的信息如下：

txt

⚠️  Compiling of exercises/smart_pointers/box1.rs failed! Please try again. Here's the output:
error[E0072]: recursive type `List` has infinite size
  --> exercises/smart_pointers/box1.rs:24:1
   |
24 | pub enum List {
   | ^^^^^^^^^^^^^
25 |     Cons(i32, List),
   |               ---- recursive without indirection
   |
help: insert some indirection (e.g., a `Box`, `Rc`, or `&`) to break the cycle
   |
25 |     Cons(i32, Box<List>),
   |               ++++    +

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0072`.

编译器提示我们：

递归类型List具有无限大小
并提示我们可以添加智能指针，来打破循环，并且在代码上提示我们可以标注Box<List>。

List大小不固定，意味着我们不知道该分配多少的空间来存储它，因此我们可以使用智能指针将其包裹起来。创建空的列表很简单，我们直接返回List::Nil就可以了，对于非空列表，我们只需要按照Cons的定义来创建即可。

rust

#[derive(PartialEq, Debug)]
pub enum List {
    Cons(i32, List), 
    Cons(i32, Box<List>), 
    Nil,
}

fn main() {
    println!("This is an empty cons list: {:?}", create_empty_list());
    println!(
        "This is a non-empty cons list: {:?}",
        create_non_empty_list()
    );
}

pub fn create_empty_list() -> List {
    todo!()
    List::Nil 
}

pub fn create_non_empty_list() -> List {
    todo!()
    List::Cons(10, Box::new(List::Nil)) 
}

参考资料

使用Box<T>指向堆上的数据

智能指针1： exercises/smart_pointers/box1.rs ​

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参考资料 ​

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