我想测试两个类型为Rc<Trait>的对象是否包含一个具体类型的相同实例,因此我将指针与Rc中的对象进行比较,以确定是否相等.如果所有代码都驻留在同一个 crate 中,但当涉及多个 crate 时,它似乎工作正常.

在Rust 1.17中增加了功能Rc::ptr_eq,从Rust 1.31开始,该功能与本问题中使用的手动指针比较具有相同的交叉 crate 问题.

这是 crate mcve(src/lib.rs)的实施:

use std::rc::Rc;

pub trait ObjectInterface {}

pub type Object = Rc<ObjectInterface>;

pub type IntObject = Rc<i32>;

impl ObjectInterface for i32 {}

/// Test if two Objects refer to the same instance
pub fn is_same(left: &Object, right: &Object) -> bool {
    let a = left.as_ref() as *const _;
    let b = right.as_ref() as *const _;
    let r = a == b;
    println!("comparing: {:p} == {:p} -> {}", a, b, r);
    r
}

pub struct Engine {
    pub intval: IntObject,
}

impl Engine {
    pub fn new() -> Engine {
        Engine {
            intval: Rc::new(42),
        }
    }

    pub fn run(&mut self) -> Object {
        return self.intval.clone();
    }
}

我使用以下代码(tests/testcases.rs)测试实现:

extern crate mcve;

use mcve::{is_same, Engine, Object};

#[test]
fn compare() {
    let mut engine = Engine::new();

    let a: Object = engine.intval.clone();
    let b = a.clone();
    assert!(is_same(&a, &b));

    let r = engine.run();
    assert!(is_same(&r, &a));
}

在以下输出中运行测试结果:

comparing: 0x7fcc5720d070 == 0x7fcc5720d070 -> true
comparing: 0x7fcc5720d070 == 0x7fcc5720d070 -> false
thread 'compare' panicked at 'assertion failed: is_same(&r, &a)'

尽管指针似乎相同,但比较运算符==如何可能返回false

以下是一些观察:

  • 当两个对象(ab)生活在同一个 crate 中时,比较返回true.然而,当在另一个 crate 中定义的功能Engine::run返回其中一个对象(r)时,比较返回false.
  • 当我将测试函数放入lib.rs内时,测试正确通过.
  • 这个问题可以通过定义struct Engine { intval: Object }来解决,但我仍然对why感兴趣.

推荐答案

什么时候"指针"不是"指针"?当它是fat pointer.ObjectInterface是一种trait ,也就是说&dyn ObjectInterfacetrait object.Trait对象由two个机器指针组成:一个用于具体数据,一个用于vtable,这是Trait的一组具体实现,用于具体值.这个双指针被称为胖指针.

使用夜间编译器和std::raw::TraitObject,您可以看到不同之处:

#![feature(raw)]

use std::{mem, raw};

pub fn is_same(left: &Object, right: &Object) -> bool {
    let a = left.as_ref() as *const _;
    let b = right.as_ref() as *const _;
    let r = a == b;
    println!("comparing: {:p} == {:p} -> {}", a, b, r);

    let raw_object_a: raw::TraitObject = unsafe { mem::transmute(left.as_ref()) };
    let raw_object_b: raw::TraitObject = unsafe { mem::transmute(right.as_ref()) };
    println!(
        "really comparing: ({:p}, {:p}) == ({:p}, {:p})",
        raw_object_a.data, raw_object_a.vtable,
        raw_object_b.data, raw_object_b.vtable,
    );

    r
}
comparing: 0x101c0e010 == 0x101c0e010 -> true
really comparing: (0x101c0e010, 0x1016753e8) == (0x101c0e010, 0x1016753e8)
comparing: 0x101c0e010 == 0x101c0e010 -> false
really comparing: (0x101c0e010, 0x101676758) == (0x101c0e010, 0x1016753e8)

事实证明(至少在Rust 1.22.1中)每个code generation unit创建一个单独的vtable!这解释了为什么它在同一个模块中工作.如果这是一个错误与否,将显示active discussion.

当您用#[inline]注释newrun函数时,消费者将使用该vtable.


As Francis Gagné said:

如果只关心值的地址,可以将as *const _改为as *const _ as *const (),将fat指针变成常规指针.

这可以用std::ptr::eq来清楚地表达:

use std::ptr;

pub fn is_same(left: &Object, right: &Object) -> bool {
    let r = ptr::eq(left.as_ref(), right.as_ref());
    println!("comparing: {:p} == {:p} -> {}", left, right, r);
    r
}

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