Rust 可选的数据表达方式

Rust允许你选择其他的数据布局策略。

1. repr(C)

这是最重要的一种repr。它的目的很简单，就是和C保持一致。数据的顺序、大小、对齐方式都和你在C或C++中见到的一摸一样。所有你需要通过FFI交互的类型都应该有repr(C)，因为C是程序设计领域的世界语。而且如果我们要在数据布局方面玩一些花活的话，比如把数据重新解析成另一种类型，repr(C)也是很有必要的。

但是，一定不要忘了Rust的那几个奇行种。repr(C)的存在有双重作用，既为了FFI同时也为了常规的布局控制，所以它可以被应用于那些在FFI中没有意义甚至会产生错误的类型。

• 尽管标准的C语言不支持大小为0的类型，但ZST的尺寸仍然是0。而且它也与C++中的空类型有着明显的不同，C++的空类型还是要占用一个字节的空间的。
• DST的指针（胖指针），元组，和带有成员变量的枚举都是C中没有的，因此也不是FFI安全的。
• 如果T是一个FFI安全的非空指针,那么Option<T>可以保证和T拥有相同的布局和ABI，当然它也会是FFI安全的。这一规则适用于&, &mut和函数指针等所有非空的指针。
• 在repr(C)中元组结构体与结构体基本相同，唯一的不同是其成员都是未命名的。
• 对于枚举的处理和repr(u*)是相同的（见下一节）。选择的类型尺寸等于目标平台上C的应用二进制接口(ABI)的默认枚举尺寸。注意C中枚举的数据布局是确定的，所以这确实是一种“最合理的假设”。不过，当目标C代码编译时加了一些特殊的编译器参数时，这一点可能就不正确了。
• repr(C)和repr(u*)中无成员的枚举不能被赋值为一个没有对应变量的整数，尽管在C\C++中这是一种合法的行为。构建一个没有对应变量的枚举类型实例属于未定义行为。（对于存在准确匹配的值是允许正常编写和编译的）

2. repr(u), repr(i)

这两个可以指定无成员枚举的大小。如果枚举变量对应的整数值对于设定的大小越界了，将产生一个编译期错误。你可以手工设置越界的元素为0以避免编译错误，不过要注意Rust是不允许一个枚举中的两个变量拥有相同的值的。

“无成员枚举”的意思是枚举的每一个变量里都不关联数据。不指定repr(u*)或repr(i*)的无成员枚举依然是一个Rust的合法原生类型，它们都没有固定的ABI表示方法。给它们指定repr使其有了固定的类型大小，方便在ABI中使用。

Rust中所有有成员的枚举都没有确定的ABI表示方式（即使关联的数据只是PhantomData或者零尺寸类型的数据）。

为枚举显式指定repr后空指针优化将不再起作用。

这些repr对于结构体无效。

3. repr(packed)

repr(packed)强制Rust不填充空数据，各个类型的数据紧密排列。这样有助于提升内存的使用效率，但很可能会导致其他的副作用。

尤其是大部分平台都强烈建议数据对齐。这意味着加载未对齐的数据会很低效（x86)，甚至是错误的(一些ARM芯片)。像直接加载或存储打包的(packed)成员变量这种简单的场景，编译器可能可以用shift和mask等方式隐藏对齐问题。但是如果是使用一个打包的变量的引用，编译器很可能没办法避免未对齐加载问题。

在Rust 1.0中这会导致未定义行为。

repr(packed)不应该随便使用。只有在你有一些极端的需求的情况下才该用它。

这个repr是repr(C)和repr(Rust)的修饰器。

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