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#性能 #栈 #向量 #内联 #无 std #内存管理

无 std stackvec

一个用于使用栈分配向量的 crate（性能和/或无 std）

作者： Daniel Henry-Mantilla

5 个不稳定版本

使用旧的 Rust 2015

0.2.1 2018 年 11 月 11 日
0.1.1 2018 年 11 月 4 日
0.1.0 2018 年 11 月 4 日
0.0.2 2018 年 11 月 1 日
0.0.1 2018 年 10 月 28 日

2520 在 Rust 模式 中排名

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MIT 许可证

3MB
850 行

包含 (ELF 可执行文件/库, 7.5MB) kcov/kcov, (ELF 库, 1MB) kcov/libbfd-2.25-system.so, (ELF 库, 1.5MB) kcov/libopcodes-2.25-system.so

[栈;向量]

一个 Rust crate，用于使用栈分配向量（以提高性能或在没有 std 的情况下使用）

Repository Latest version Documentation

Travis-CI Status Test code coverage License

动机

Rust 的 栈/内联数组 没有实现 2 个非常有用的与 迭代器相关 的 接口

  1. IntoIterator<Item = T> for [T;n]

    • 允许使用 .into_iter() 代替 .iter().cloned()（实际上，只能在 T: Clone 的情况下使用，并且需要复制，这可能会很昂贵）
    • extern crate stackvec; use ::stackvec::prelude::*;

fn main ()
{
    // An array of vectors (potentially expensive to clone)
    let vecs_array = [
        vec![1, 2, 3, 4],
        vec![],
        vec![5, 6],
    ];

    // Collect / chain all the vectors together
    let flattened: Vec<u8> = vecs_array
                                .into_iter()  // Needs stackvec (line 1)
                                .flatten()
                                .collect()
    ;
    assert_eq!(flattened, vec![1, 2, 3, 4, 5, 6]);
}

  2. FromIteratorfor [T;n]

    • 允许将 collect 收集到 array
    • 由于不完整的数组是不可靠的，当迭代器没有足够的元素填充数组时，收集会失败。因此，引入了新的 TryFromIterator 特性（提供 try_collect）。
    • extern crate stackvec; use ::stackvec::prelude::*;

fn main ()
{
    let array: [_; 3] = [1, 2, 3];

    let doubled: [_; 3] = array
                            .iter()
                            .map(|&x| 2 * x)
                            .try_collect() // Needs stackvec (line 1)
                            .expect("Missing elements to collect")
    ;
    assert_eq!(doubled, [2, 4, 6]);
}

原因在于这两个接口都需要一个能够存储部分迭代状态的结构：即不完整的数组。它们具有（静态分配的）可能未初始化的内存：因此，它们在某种程度上类似于 Vec（除了它们的（初始）容量是固定的且不能更改之外）

这就是为什么拥有那些优秀的迭代器 接口需要编写一个与Vec'的内存所有权管理逻辑非常相似的插槽精确逻辑：因此才有StackVec。

附加说明

通过公开上述接口所需的底层StackVec，我们能够完全访问一个堆栈分配的Vec，它本身也可能很有用，因为它避免了堆分配

  • 堆是一个可变的全局状态，在多线程环境中涉及锁

  • 它可能需要（缓慢的）系统分配

  • 堆分配并不总是可用

免责声明

使用StackVec而不是Vec带来的性能提升并不总是保证，因为

  1. Vec是Rust std库集合的基石，其代码被编写得非常高效，以便LLVM可以轻松优化其使用

  2. Rust的分配器也进行了非常出色的优化，因此bins管理和系统分配（以及在多线程环境中的锁）的性能惩罚在平均情况下得到了很好的摊销。

Vec与StackVec基本基准测试

$ cargo +nightly bench --features nightly

test vec_extend             ... bench:      64,129 ns/iter (+/- 3,069)
test vec_from_iter          ... bench:      65,569 ns/iter (+/- 3,761)
test array_from_iter        ... bench:     358,993 ns/iter (+/- 6,916)
test stackvec_extend        ... bench:     360,105 ns/iter (+/- 17,489)
test stackvec_from_iter     ... bench:     369,585 ns/iter (+/- 40,894)
test stackvec_extend_by_ref ... bench:     374,226 ns/iter (+/- 11,686)
test vec_extend_by_ref      ... bench:     863,362 ns/iter (+/- 32,483)

使用方法

  • 将此行添加到您的Cargo.toml（在[dependencies]下）

    stackvec = "0.2.1"
    • 注意：默认情况下，stackvec改进所有小于1000个元素的数组。这会导致编译时间更长。如果这是一个问题，并且您并不真的打算使用任意长度的数组，而是使用100的固定倍数或2的幂，您可以使用以下行依赖一个“更轻”的stackvec
      stackvec = { version = "0.2.1", default-features = false }

  • 将此添加到您的.rs代码

    extern crate stackvec;

use ::stackvec::prelude::*;

示例

查看示例的源代码（链接）

您可以使用以下命令运行每个示例（example_name.rs）

$ cargo run --example example_name

进行中

  1. no_std支持

  2. 更多Vec-类似的方法（链接）

无运行时依赖

特性