如何将Vec<PathBuf>转换为&[&Path]，且不进行内存分配？

Question

我有一个返回 Vec<PathBuf> 的函数和一个接受 &[&Path] 的函数，基本上是这样的：

use std::path::{Path, PathBuf};

fn f(paths: &[&Path]) {
}

fn main() {
    let a: Vec<PathBuf> = vec![PathBuf::from("/tmp/a.txt"), PathBuf::from("/tmp/b.txt")];

    f(&a[..]);
}

是否可能将Vec<PathBuf>转换为&[&Path]而不进行内存分配？

如果不能，应该如何更改f的签名以接受包含Path和PathBuf的切片？

- user1244932

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你不能只是把 f 改成 fn f(paths: &[PathBuf]) 吗？它仍然接受一个切片，所以没有额外的分配。 - Peter Hall

@PeterHall 的 f 函数签名并非偶然，我也将 Vec<&Path> 传递给它。 - user1244932

如果你希望它对 Path、PathBuf、Vec 和 [] 泛化，那么你可能需要采用这样的方式：T, I where T: Iterator<Item=I>, I: AsRef<Path>。请注意，在翻译过程中，我保留了原文的意思并尽可能地使其更通俗易懂，但没有添加解释或其他信息。 - the8472

Answer 1

是否可以在不进行内存分配的情况下将Vec<PathBuf>转换为&[&Path]？

不行，正如如何编写一个同时接受拥有和非拥有字符串集合的函数？所回答的那样；PathBuf和Path具有不同的内存布局（答案使用了String和str；概念相同）。

如何更改f签名以接受带有Path和PathBuf的切片？

同样建议在如何编写一个同时接受拥有和非拥有字符串集合的函数？中使用AsRef：

use std::path::{Path, PathBuf};

fn f<P>(paths: &[P])
    where P: AsRef<Path>
{}

fn main() {
    let a = vec![PathBuf::from("/tmp/a.txt")];
    let b = vec![Path::new("/tmp/b.txt")];

    f(&a);
    f(&b);
}

这不需要额外的堆内存分配。

- Shepmaster

Answer 2

不能仅仅进行强制类型转换而不进行任何分配，因为它们在内存中的布局是不同的。

Vec<PathBuf> 在内部存储数据，而 [&Path] 存储指向数据的指针（类似于 Vec<&PathBuf>）。

您需要创建一个新的向量来保存这些指针。如果大小在编译时已知，则可以使用堆栈分配的数组。否则需要使用 map+collect。

- Kornel

Answer 3

要传递一个切片，你必须也要有原始数据的存储位置。如果你有一个 &[&Path]，那么这需要指向像 Vec<&Path> 这样的东西。但是你没有这些之一，你有一个 Vec<PathBuf>。

为了让现有签名与此配合工作，您可以创建一个临时的 Vec<&Path>，然后对其进行切片。

fn f(paths: &[&Path]) {
}

fn main() {
    let a: Vec<PathBuf> = vec![PathBuf::from("/tmp/a.txt"), PathBuf::from("/tmp/b.txt")];
    let paths: Vec<&Path> = a.iter().map(PathBuf::as_path).collect();
    f(&paths[..]);

}

尽管这会创建一个新的Vec，但实际上只是在堆栈上创建了一些指针 - 它不必实际复制任何路径。

- Peter Hall

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从我的角度来看，大小并不重要，但在堆上的分配可能需要很长时间。我考虑过将切片更改为迭代器（几乎像您的代码，但没有collect），但仍然无法强制编译器接受我的代码，因为涉及到Sized魔法。 - user1244932

这里没有新的堆分配。只有对现有路径的引用。 - Peter Hall

让我们来看看 let paths: Vec<&Path> 这段代码，你是想问 Vec 是否在栈上分配空间？ - user1244932

它正在堆上分配内存。但它只分配指针，而不是实际的数据。编译器很可能会优化掉额外的跳转。 - Peter Hall

这里没有新的堆分配，确实发生了堆分配。整个向量都在堆上分配！我不认为会有任何优化，因为向量是运行时概念，编译器无法通过它们进行优化。 - Shepmaster

@Shepmaster 是的，这很公平。但是没有其他方法来布置未知大小的数据内存，以创建所请求的切片。 - Peter Hall