生锈中的PhantomData类型用法

Question

我正在浏览一些生锈的源代码，我找到了一个名为PhantomData的数据类型。 我正在浏览生锈文档，并在互联网上搜索了很多。 但是，我无法理解这种数据类型的实际使用情况。 如果可能的话，有人可以用简单的方式向我解释一下吗？

pub struct GPIOD {
   _marker: PhantomData<*const ()>,
}

Answer 1

PhantomData结构用于向编译器发出信号，表明正在以某种方式使用对编译器透明的类型或生命周期。

引用文档：

向您的类型添加PhantomData字段会告诉编译器您的类型就像存储类型T的值一样，即使它不是真的。 在计算某些安全属性时使用此信息。

例如，如果我们查看切片[T]的迭代器类型： std::slice::Iter<'a, T> 及其使用src按钮的声明，我们将看到它实际上是这样声明的：

struct Iter<'a, T: 'a> {
    start: *const T,
    end: *const T,
    _phantom: PhantomData<&'a T>,
}

std经常使用指针算法来使优化更容易获得（虽然这并不支持在用户代码中使用指针算法）。 在这种情况下，我们需要向自己保证，两个原始指针（没有生命周期）所指向的数据比结构更长， 所以我们保留一个PhantomData<&'a T>来告诉编译器就像如果Iter拥有一个&'a T因此强制执行生命周期规则。

Answer 2

除了另一个答案，我想补充一个例子。 如在另一个答案中所述， PhantomData允许在2个结构之间添加任意的寿命依赖性。

假设您有一个结构来管理带有消息接收器的日志记录工具，以及一个结构，它表示向管理器发送消息的实际记录器。 虽然记录器不直接依赖于管理器，但管理器必须比记录器寿命长，以防止发送错误。

天真的代码不会在2个结构之间产生任何依赖：

struct LogManager {
    // ...
}

impl LogManager {
    fn logger(&self) -> Logger {
        // returns a fresh `Logger` that holds no reference to `LogManager`...
    }
}

struct Logger {
    // ...
}

现在，如果Logger拥有一个幻像引用，我们可以在两个结构之间强制依赖：

struct Logger<'a> {
    // ...
    _marker: PhantomData<'a ()>,
}

并在impl块中：

impl LogManager {
    fn logger(&self) -> Logger {
        Logger {
            // ...
            // Here, `Logger` will have a lifetime dependent of the `LogManager`'s
            // lifetime due to `PhantomData`:
            _marker: PhantomData,
        }
    }
}

现在，没有Logger实例可以比它来自的LogManager更长。