Rust by Example

17.1 Box, スタックとヒープ

Rustにおいて、すべての値はデフォルトでスタックに割り当てられます。Box<T>を作成することで、値をボックス化、すなわちヒープ上に割り当てることができます。ボックスとは正確にはヒープ上におかれたTの値へのスマートポインタです。ボックスがスコープを抜けると、デストラクタが呼ばれて内包するオブジェクトが破棄され、ヒープメモリが解放されます。

ボックス化された値は*オペレータを用いてデリファレンスすることができます。これにより一段と直接的な操作が可能になります。

use std::mem; #[derive(Clone, Copy)] struct Point { x: f64, y: f64, } #[allow(dead_code)] struct Rectangle { p1: Point, p2: Point, } fn origin() -> Point { Point { x: 0.0, y: 0.0 } } fn boxed_origin() -> Box<Point> { // このPointをヒープ上に割り当て、ポインタを返す。 Box::new(Point { x: 0.0, y: 0.0 }) } fn main() { // (以下では型を全て明示していますが、必須ではありません。) // この変数ははすべてスタック上に割り当てられる。 let point: Point = origin(); let rectangle: Rectangle = Rectangle { p1: origin(), p2: Point { x: 3.0, y: 4.0 } }; // ヒープ上に割り当てられたRectangle let boxed_rectangle: Box<Rectangle> = Box::new(Rectangle { p1: origin(), p2: origin() }); // 関数の返り値をボックス化 let boxed_point: Box<Point> = Box::new(origin()); // 間にもう一つポインタを挟む let box_in_a_box: Box<Box<Point>> = Box::new(boxed_origin()); println!("Point occupies {} bytes in the stack", mem::size_of_val(&point)); println!("Rectangle occupies {} bytes in the stack", mem::size_of_val(&rectangle)); // ボックスのサイズはポインタのサイズに等しい println!("Boxed point occupies {} bytes in the stack", mem::size_of_val(&boxed_point)); println!("Boxed rectangle occupies {} bytes in the stack", mem::size_of_val(&boxed_rectangle)); println!("Boxed box occupies {} bytes in the stack", mem::size_of_val(&box_in_a_box)); // `boxed_point`の保持するデータを`unboxed_point`にコピーする let unboxed_point: Point = *boxed_point; println!("Unboxed point occupies {} bytes in the stack", mem::size_of_val(&unboxed_point)); }