关于rust：box关键字有什么作用？

What does the box keyword do?

在Rust中，我们可以使用Box< T >类型在堆上分配内容。此类型用于安全地抽象指向堆内存的指针。 Box< T >由Rust标准库提供。

我很好奇Box< T >分配的实现方式，因此找到了它的源代码。这是Box< T >::new的代码(从Rust 1.0开始)：

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impl< T > Box< T > {
/// Allocates memory on the heap and then moves `x` into it.
/// [...]
#[stable(feature ="rust1", since ="1.0.0")]
#[inline(always)]
pub fn new(x: T) -> Box< T > {
box x
}
}

实现中的唯一行返回值box x。 box关键字在官方文档中没有任何解释。实际上，它只是在std::boxed文档页面上简短提及。

box x通常使用什么来分配和释放内存？

答案是标有lang项目exchange_malloc用于分配和exchange_free用于释放的函数。您可以在heap.rs＃L112和heap.rs＃L125的默认标准库中看到它们的实现。

最后，box x语法取决于以下lang项目：

box结构上的owned_box封装分配的指针。此结构不需要Drop实现，它是由编译器自动实现的。
exchange_malloc分配内存。
exchange_free释放先前分配的内存。

使用此no_std示例可以在锈书的lang项目一章中有效地看到这一点：

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#![feature(lang_items, box_syntax, start, no_std, libc)]
#![no_std]

extern crate libc;

extern {
fn abort() -> !;
}

#[lang ="owned_box"]
pub struct Box< T >(*mut T);

#[lang ="exchange_malloc"]
unsafe fn allocate(size: usize, _align: usize) -> *mut u8 {
let p = libc::malloc(size as libc::size_t) as *mut u8;

// malloc failed
if p as usize == 0 {
abort();
}

p
}
#[lang ="exchange_free"]
unsafe fn deallocate(ptr: *mut u8, _size: usize, _align: usize) {
libc::free(ptr as *mut libc::c_void)
}

#[start]
fn main(argc: isize, argv: *const *const u8) -> isize {
let x = box 1;

0
}

#[lang ="stack_exhausted"] extern fn stack_exhausted() {}
#[lang ="eh_personality"] extern fn eh_personality() {}
#[lang ="panic_fmt"] fn panic_fmt() -> ! { loop {} }

注意，没有为box结构实现Drop吗？好，让我们看看为main生成的LLVM IR：

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define internal i64 @_ZN4main20hbd13b522fdb5b7d4ebaE(i64, i8**) unnamed_addr #1 {
entry-block:
%argc = alloca i64
%argv = alloca i8**
%x = alloca i32*
store i64 %0, i64* %argc, align 8
store i8** %1, i8*** %argv, align 8
%2 = call i8* @_ZN8allocate20hf9df30890c435d76naaE(i64 4, i64 4)
%3 = bitcast i8* %2 to i32*
store i32 1, i32* %3, align 4
store i32* %3, i32** %x, align 8
call void @"_ZN14Box$LT$i32$GT$9drop.103617h8817b938807fc41eE"(i32** %x)
ret i64 0
}

同时，按预期调用了allocate(_ZN8allocate20hf9df30890c435d76naaE)以构建box。 box(_ZN14Box$LT$i32$GT$9drop.103617h8817b938807fc41eE)的Drop方法！让我们看一下该方法的IR：

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define internal void @"_ZN14Box$LT$i32$GT$9drop.103617h8817b938807fc41eE"(i32**) unnamed_addr #0 {
entry-block:
%1 = load i32** %0
%2 = ptrtoint i32* %1 to i64
%3 = icmp ne i64 %2, 2097865012304223517
br i1 %3, label %cond, label %next

next: ; preds = %cond, %entry- block
ret void

cond: ; preds = %entry-block
%4 = bitcast i32* %1 to i8*
call void @_ZN10deallocate20he2bff5e01707ad50VaaE(i8* %4, i64 4, i64 4)
br label %next
}

就是这样，在编译器生成的Drop上调用deallocate(ZN10deallocate20he2bff5e01707ad50VaaE)！

注意，即使在标准库上，Drop特征也不是由用户代码实现的。实际上，box有点神奇。

在box被标记为不稳定之前，它被用作调用Box::new的简写。但是，始终打算能够分配任意类型(例如Rc)或使用任意分配器。这些都尚未完成，因此对于1.0发行版并没有标记为稳定。这样做是为了防止对所有Rust 1.x支持错误的决定。

作为进一步参考，您可以阅读RFC，该RFC更改了" placement new"语法，并对其进行了选通。