IntoIter

源-vec-into-iter.md   Commit: e9335c82a2a73ad68f0516ff241c973dfa31ee16

我们继续编写迭代器。iteriter_mut其实已经写过了,感谢神奇的DeRef。但是还有两个有意思的迭代器是Vec提供的而slice没有的:into_iterdrain

IntoIter以值而不是引用的形式访问Vec,同时也是以值的形式返回元素。为了实现这一点,IntoIter需要获取Vec的分配空间的所有权。

IntoIter也需要DoubleEnd,即从两个方向读数据。从尾部读数据可以通过调用pop实现,但是从头读数据就困难了。我们可以调用remove(0),但是它的开销太大了。我们选择直接使用ptr::read从Vec的两端拷贝数据,而完全不去改变缓存。

我们要用一个典型的C访问数组的方式来实现这一点。我们先创建两个指针,一个指向数组的开头,另一个指向结尾后面的那个元素。如果我们需要一端的元素,我们就从那一端指针指向的位置处读出值,然后把指针移动一位。当两个指针相等时,就说明迭代完成了。

注意,nextnext_back中的读和offset的顺序是相反的。对于next_back,指针总是指向它下一次要读的元素的后面,而next的指针总是指向它下一次要读的元素。为什么要这样呢?考虑一下只剩一个元素还未被读取的情况。

这时的数组像这样:

S E [X, X, X, O, X, X, X]

如果E直接指向它下一次要读的元素,我们就无法把上面的情况和所有元素都读过了的情况区分开了。

我们还需要保存Vec的分配空间的信息,虽然在迭代过程中我们并不关心它,但我们在IntoIter被drop的时候需要这些信息来释放空间。

所以我们要用下面这个结构体:

struct IntoIter<T> { buf: Unique<T>, cap: usize, start: *const T, end: *const T, }

这是初始化的代码:

impl<T> Vec<T> { fn into_iter(self) -> IntoIter<T> { // 因为Vec是Drop,不能销毁它 let ptr = self.ptr; let cap = self.cap; let len = self.len; // 确保Vec不会被drop,因为那样会释放内存空间 mem::forget(self); unsafe { IntoIter { buf: ptr, cap: cap, start: *ptr, end: if cap == 0 { // 没有分配空间,不能计算指针偏移量 *ptr } else { ptr.offset(len as isize) } } } } }

这是前向迭代的代码:

impl<T> Iterator for IntoIter<T> { type Item = T; fn next(&mut self) -> Option<T> { if self.start == self.end { None } else { unsafe { let result = ptr::read(self.start); self.start = self.start.offset(1); Some(result) } } } fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { let len = (self.end as usize - self.start as usize) / mem::size_of::<T>(); (len, Some(len)) } }

这是逆向迭代的代码:

impl<T> DoubleEndedIterator for IntoIter<T> { fn next_back(&mut self) -> Option<T> { if self.start == self.end { None } else { unsafe { self.end = self.end.offset(-1); Some(ptr::read(self.end)) } } } }

因为IntoIter获得了分配空间的所有权,它需要实现Drop来释放空间。同时Drop也要销毁所有它拥有但是没有读取到的元素。

impl<T> Drop for IntoIter<T> { fn drop(&mut self) { if self.cap != 0 { // drop剩下的元素 for _ in &mut *self {} let align = mem::align_of::<T>(); let elem_size = mem::size_of::<T>(); let num_bytes = elem_size * self.cap; unsafe { heap::deallocate(self.buf.as_ptr() as *mut _, num_bytes, align); } } } }