探索 Rust 中的不安全操作 | 编程教程

简介

在本实验中，我们将探讨 Rust 中的不安全操作，这些操作用于绕过编译器保护，通常用于解引用原始指针、调用不安全函数、访问或修改静态可变变量以及实现不安全特性。在代码库中应尽量减少这些操作以确保安全性。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

不安全操作

作为本节的引言，引用官方文档的说法，“应该尽量减少代码库中不安全代码的数量”。牢记这一点，让我们开始吧！Rust 中的不安全注释用于绕过编译器设置的保护；具体来说，不安全主要用于以下四件事：

解引用原始指针
调用 unsafe 的函数或方法（包括通过外部函数接口调用函数，见本书的前一章）
访问或修改静态可变变量
实现不安全特性

原始指针

原始指针 * 和引用 &T 的功能类似，但引用总是安全的，因为借用检查器保证它们指向有效数据。解引用原始指针只能通过不安全块来完成。

fn main() {
    let raw_p: *const u32 = &10;

    unsafe {
        assert!(*raw_p == 10);
    }
}

调用不安全函数

有些函数可以声明为 unsafe，这意味着程序员有责任确保其正确性，而不是由编译器来确保。一个例子是 std::slice::from_raw_parts，它在给定指向第一个元素的指针和长度的情况下创建一个切片。

use std::slice;

fn main() {
    let some_vector = vec![1, 2, 3, 4];

    let pointer = some_vector.as_ptr();
    let length = some_vector.len();

    unsafe {
        let my_slice: &[u32] = slice::from_raw_parts(pointer, length);

        assert_eq!(some_vector.as_slice(), my_slice);
    }
}

对于 slice::from_raw_parts，必须坚持的一个假设是传入的指针指向有效内存，并且指向的内存具有正确的类型。如果这些不变量不成立，那么程序的行为就是未定义的，而且不知道会发生什么。

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