mem::forget(mem::uninitialized())是否是定义良好的行为？

Question

在 mutagen 中，我正在对代码进行各种变异。其中一个我想要变异的模式是 if let Ok(x) = y { .. }。然而，这带来了相当大的挑战，因为我无法知道 y 的类型 - 用户可能已经构建了自己的枚举，其中包含一个一元的 Ok 变体。对于实际上具有实现 Default 的错误类型的 Result 的情况，我仍然可以机会主义地进行变异，使用以下简化的 trait：

#![feature(specialization)]

pub trait Errorer {
    fn err(self, mutate: bool) -> Self;
}

impl<X> Errorer for X {
    default fn err(self, _mutate: bool) -> Self {
        self
    }
}

impl<T, E> Errorer for Result<T, E>
where
    E: Default,
{
    fn err(self, mutate: bool) -> Self {
        if mutate {
            Err(Default::default())
        } else {
            self
        }
    }
}

唉，实现Default的错误不是很多，所以这并不是太有用。即使对于Result<T，Box<Error>>的实现也会更有帮助（并且完全可行）。然而，考虑到我并不太关心代码实际上检查错误，我想知道是否可以通过扩展上述代码的变异来进行一般实现。

match Errorer::err(y, mutation) {
    Ok(x) => { .. }
    Err(x) => { mem::forget(x); }
}

当进行变异时，err 返回 Err(mem::uninitialized())，这种行为安全吗？注意：我从一个方法中返回 Err(mem::uninitialized())，只是稍后使用 mem::forget。我看不到任何可能导致崩溃的方式，因此我们应该假设该值确实被遗忘了。

这是定义良好的行为还是应该预期出现问题？

- llogiq

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脑海里浮现的一些想法：Rust可以自由地操纵枚举类型的表示方式，这取决于其变体的有效载荷的表示方式（例如Option<Box<T>>与Box<T>的大小相同的技巧）。我不知道有没有影响Result的任何布局优化，但我也看不到为什么不能在未来加入。如果是这种情况，mem::uninitialized可能会使E值处于无效状态，从而改变对Result的解释。 - DK.

是的，我也想到了。因此，在将无效状态放入枚举中时，不存在定义行为的保证。 - llogiq

目前还不确定，但 Result<T, !> 可以（并且将来可能）与 T 具有相同的布局。 - Stefan

Answer 1

不，这并非是定义良好的行为，至少对于所有类型都不是。（我无法确定您的代码是否作为变异的一部分被调用，因此我不知道您在这里是否有控制类型的权限，但通用的impl看起来您没有。）以下代码证明了这一点：

#![feature(never_type)]
use std::mem;

fn main() {
    unsafe { mem::forget(mem::uninitialized::<!>()) }
}

如果你在playground上运行此程序，你会看到程序因为使用了一个无法被占用的类型!的值而立即死亡，并且ASM输出显示LLVM优化了整个程序，导致程序出现SIGILL错误。

playground::main:
    ud2

一般来说，在通用代码中正确使用mem::uninitialized几乎是不可能的，例如请参阅rc::Weak的这个问题。因此，该函数正在被弃用和替换。但这对你并没有帮助；对于Result<T, !>来说，你想做的事情是绝对非法的。请注意保留HTML标签。

- Ralf Jung

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LLVM 刚刚优化了整个程序，导致立即出现 SIGILL 错误 —— 这才是高效的代码生成。 - Shepmaster