是否可以将此 Rust 代码编写为语义等效的C++代码

Is it possible to write this Rust code into semantically equivalent C++ code?

本文关键字：代码 语义 C++ Rust 是否      更新时间：2023-10-16

我在维基百科中偶然发现了这个 Rust 示例，我想知道是否可以将其转换为语义等效的C++代码？

该程序定义了一个递归数据结构并在其上实现方法。 递归数据结构需要一个间接层，该层由通过box运算符构造的唯一指针提供。 （这些类似于C++库类型std::unique_ptr，但有更多的静态安全保证。

fn main() {
    let list = box Node(1, box Node(2, box Node(3, box Empty)));
    println!("Sum of all values in the list: {:i}.", list.multiply_by(2).sum());
}
// `enum` defines a tagged union that may be one of several different kinds
// of values at runtime.  The type here will either contain no value, or a
// value and a pointer to another `IntList`.
enum IntList {
    Node(int, Box<IntList>),
    Empty
}
// An `impl` block allows methods to be defined on a type.
impl IntList {
    fn sum(self) -> int {
        match self {
            Node(value, next) => value + next.sum(),
            Empty => 0
        }
    }
    fn multiply_by(self, n: int) -> Box<IntList> {
        match self {
            Node(value, next) => box Node(value * n, next.multiply_by(n)),
            Empty => box Empty
        }
    }
}

显然C++版本中 Rusts enum 应该替换为 union，Rusts Box 应该替换为 std::unique_ptr 并且 Rusts Node 元组应该是std::tuple类型，但我只是无法理解如何在 C++ 中编写等效实现。

我知道这可能不切实际（而且绝对不是在C++中做事的正确方法），但我只是想看看这些语言如何比较（C++11 功能足够灵活，可以进行这种修补？我还想比较编译器生成的汇编以获得语义等效的实现（如果可能的话）。

免责声明：我不是 C++11 专家。 与必要剂量的盐一起食用。

正如其他人所评论的那样，有几种方法可以解释您的问题。 我将采用过于激进的解释，因为它是唯一有趣的解释：

不，不可能将该 Rust 代码转换为等效的C++代码。 你能把它翻译成一个提供相同输出的程序吗？ 它们都是图灵完备的，所以你当然可以。 你能翻译它以便保留原文中的所有语义吗？ 不。

其中大部分可以翻译，以保留实际行为。 Rust 样式的 enum s 可以用 struct union s 替换，同时编写适当的运算符重载以确保您正确销毁仅实际存储的变体的成员。 您可以（大概）以这样的方式使用unique_ptr，即首先分配内存，然后将新值直接写入分配中，因此没有副本。 我相信你可以重写fn sum(self)，以便它使用右值this（尽管我从未这样做过，所以我很容易出错）。

但据我所知，C++你不能做的一件事是复制线性类型。 无法静态强制移动的值不能再次使用。 您能做的最好的事情是运行时检查，这必然涉及额外的开销。 这也解释了为什么你不能有一个不可为空的unique_ptr：你永远无法移动它，因为你必须让移动的变量处于可用状态。

现在，话虽如此，我应该否认前面的声明，指出目前，Rust 编译器以删除标志的形式对丢弃（即移动）的值发出一些运行时检查。 我最后检查的计划是删除这些运行时检查，以支持纯粹的静态销毁，希望在 1.0 之前。

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