为什么可以用==比较两个看似相同的指针返回false?
问题描述:
我想测试Rc<Trait>
类型的两个对象是否包含同一个具体类型的实例,所以我比较指向Rc
中的对象的指针是否相等。它似乎工作正常,如果所有代码驻留在相同的箱子,但失败时涉及多个板条箱。为什么可以用==比较两个看似相同的指针返回false?
这是板条箱mcve
的(src/lib.rs
)实现:
use std::rc::Rc;
pub trait ObjectInterface {}
pub type Object = Rc<ObjectInterface>;
pub type IntObject = Rc<i32>;
impl ObjectInterface for i32 {}
/// Test if two Objects refer to the same instance
pub fn is_same(left: &Object, right: &Object) -> bool {
let a = left.as_ref() as *const _;
let b = right.as_ref() as *const _;
let r = a == b;
println!("comparing: {:p} == {:p} -> {}", a, b, r);
r
}
pub struct Engine {
pub intval: IntObject,
}
impl Engine {
pub fn new() -> Engine {
Engine {
intval: Rc::new(42),
}
}
pub fn run(&mut self) -> Object {
return self.intval.clone();
}
}
我测试用下面的代码的执行(tests/testcases.rs
):
extern crate mcve;
use mcve::{is_same, Engine, Object};
#[test]
fn compare() {
let mut engine = Engine::new();
let a: Object = engine.intval.clone();
let b = a.clone();
assert!(is_same(&a, &b));
let r = engine.run();
assert!(is_same(&r, &a));
}
运行在下面的输出测试结果:
comparing: 0x7fcc5720d070 == 0x7fcc5720d070 -> true
comparing: 0x7fcc5720d070 == 0x7fcc5720d070 -> false
thread 'compare' panicked at 'assertion failed: is_same(&r, &a)'
比较运算符==
返回false
怎么可能,尽管指针似乎是相同的?
几个意见:
- 比较返回
true
当两个物体(a
和b
)住在同一个箱子。但是,在另一个包中定义的功能Engine::run
返回其中一个对象(r
)时,比较返回false
。 - 当我将测试功能放入
lib.rs
时,测试正确通过。 - 该问题可以通过定义
struct Engine { intval: Object }
来解决,但我仍然对为什么感兴趣。
答
何时是“指针”而不是“指针”?当它是一个胖指针。 Object
是一个特征,这意味着&Object
是特征对象。特征对象由两个机器指针组成:一个用于具体数据,另一个用于vtable,这是具体值的一组特定实现。这个双指针被称为胖指针。
使用夜间的编译器和std::raw::TraitObject
,可以看到的差异:
#![feature(raw)]
use std::{mem, raw};
pub fn is_same(left: &Object, right: &Object) -> bool {
let a = left.as_ref() as *const _;
let b = right.as_ref() as *const _;
let r = a == b;
println!("comparing: {:p} == {:p} -> {}", a, b, r);
let raw_object_a: raw::TraitObject = unsafe { mem::transmute(left.as_ref()) };
let raw_object_b: raw::TraitObject = unsafe { mem::transmute(right.as_ref()) };
println!(
"really comparing: ({:p}, {:p}) == ({:p}, {:p})",
raw_object_a.data, raw_object_a.vtable,
raw_object_b.data, raw_object_b.vtable,
);
r
}
comparing: 0x101c0e010 == 0x101c0e010 -> true
really comparing: (0x101c0e010, 0x1016753e8) == (0x101c0e010, 0x1016753e8)
comparing: 0x101c0e010 == 0x101c0e010 -> false
really comparing: (0x101c0e010, 0x101676758) == (0x101c0e010, 0x1016753e8)
事实证明,(至少在锈病1.22.1)每个码生成单元创建一个单独的虚函数表!这解释了为什么它在全部在同一个模块中时工作。如果这是一个错误,则有active discussion。
当您使用#[inline]
注释new
和run
功能时,消费者将使用该vtable。
您可以更改
as *const _
到as *const _ as *const()
打开脂肪指针变成一个普通的指针,如果你只关心价值的地址。
呃。这是有见地的,谢谢!虽然知道脂肪指针我并不认为他们是问题的根源。我已经和他们玩过了,看起来'IntObject'有不同的vtable,具体取决于创建它们的创建。这是......意想不到的......看起来对象身份并不像希望的那样直截了当。 – kazemakase
@kazemakase如果你只关心值的地址,你可以把'as * const _'改成'as * const _ as * const()'把fat指针变成常规指针。 –
@FrancisGagné非常好!这应该适用于我的用例。 – kazemakase