如何从C数组指针创建一个Vec并在Rust中安全地释放它？

Question

如何从C数组指针创建一个Vec并在Rust中安全地释放它？

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我正在使用Rust调用一个需要空指针作为参数的C函数，然后分配一些内存来指向它。那么，如何高效地（即避免不必要的复制）且安全地（即避免内存泄漏或段错误）将C指针中的数据转换为Vec？我的代码示例如下：

extern "C" {
    // C function that allocates an array of floats
    fn allocate_data(data_ptr: *mut *const f32, data_len: *mut i32);
}

fn get_vec() -> Vec<f32> {
    // C will set this to length of array it allocates
    let mut data_len: i32 = 0;

    // C will point this at the array it allocates
    let mut data_ptr: *const f32 = std::ptr::null_mut();

    unsafe { allocate_data(&mut data_ptr, &mut data_len) };

    let data_slice = unsafe { slice::from_raw_parts(data_ptr as *const f32, data_len as usize) };
    data_slice.to_vec()
}

如果我理解正确，.to_vec() 会将数据从切片复制到一个新的 Vec 中，因此底层内存仍需被释放（当切片被丢弃时，底层内存不会被释放）。

对于上述情况，应该采取何种正确方法呢？

我可以创建一个 Vec，它拥有底层内存的所有权，在 Vec 被释放时，底层内存也会被释放吗？
如果不能，那么在 Rust 中应该在哪里/如何释放 C 函数分配的内存？
上述内容中是否还有其他需要改进的地方？

- Dave Challis

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Shepmaster · Accepted Answer

我能创建一个拥有底层内存所有权的Vec吗？当Vec被释放时，内存也被释放？

不安全的，你绝不能使用Vec::from_raw_parts，除非指针最初来自Vec(或者来自相同的内存分配器)。否则，您将尝试释放您的分配器不知道的内存；非常糟糕。

请注意，对于String::from_raw_parts也是如此，因为String是Vec<u8>的包装器。

在Rust中，我应该在哪里/如何释放C函数分配的内存？

只要你用完了就可以。

以上还有什么需要改进的吗？

调用slice::from_raw_parts时无需进行指针转换
变量上不需要显式类型
使用ptr::null而不是ptr::null_mut
执行空指针检查
检查长度是否为非负数

use std::{ptr, slice};

extern "C" {
    fn allocate_data(data_ptr: *mut *const f32, data_len: *mut i32);
    fn deallocate_data(data_ptr: *const f32);
}

fn get_vec() -> Vec<f32> {
    let mut data_ptr = ptr::null();
    let mut data_len = 0;

    unsafe {
        allocate_data(&mut data_ptr, &mut data_len);
        assert!(!data_ptr.is_null());
        assert!(data_len >= 0);

        let v = slice::from_raw_parts(data_ptr, data_len as usize).to_vec();
        deallocate_data(data_ptr);

        v
    }
}

fn main() {}

你没有说明为什么需要它作为Vec，但是如果你永远不需要改变大小，你可以创建自己的类型，该类型可被解引用为片段，并在适当时丢弃数据：

use std::{ptr, slice};

extern "C" {
    fn allocate_data(data_ptr: *mut *const f32, data_len: *mut i32);
    fn deallocate_data(data_ptr: *const f32);
}

struct CVec {
    ptr: *const f32,
    len: usize,
}

impl std::ops::Deref for CVec {
    type Target = [f32];

    fn deref(&self) -> &[f32] {
        unsafe { slice::from_raw_parts(self.ptr, self.len) }
    }
}

impl Drop for CVec {
    fn drop(&mut self) {
        unsafe { deallocate_data(self.ptr) };
    }
}

fn get_vec() -> CVec {
    let mut ptr = ptr::null();
    let mut len = 0;

    unsafe {
        allocate_data(&mut ptr, &mut len);
        assert!(!ptr.is_null());
        assert!(len >= 0);

        CVec {
            ptr,
            len: len as usize,
        }
    }
}

fn main() {}

另请参阅：