Rust踩雷笔记(7)——一个链表题例子初识裸指针

题目在这https://leetcode.cn/problems/palindrome-linked-list/,leetcode 234的回文链表,思路很简单,就是fast和slow两个指针,fast一次移动两个、slow一次一个,最后slow指向的链表反转后和head比较就行了。

很简单一题,但考虑一个问题:slow和fast是什么形式?由于rust有所有权机制,所以slow和fast只能是借用,并且还不能是可变借用(可变借用只能有一个、可变借用和不可变借用不能同时存在)。

所以slow和fast只能是两个不可变借用,直接放上代码:

rust 复制代码
// Definition for singly-linked list.
// #[derive(PartialEq, Eq, Clone, Debug)]
// pub struct ListNode {
//   pub val: i32,
//   pub next: Option<Box<ListNode>>
// }
//
// impl ListNode {
//   #[inline]
//   fn new(val: i32) -> Self {
//     ListNode {
//       next: None,
//       val
//     }
//   }
// }
impl Solution {
    pub fn reverse(mut head: Option<Box<ListNode>>) -> Option<Box<ListNode>> {
        let mut prev = None;
        while let Some(mut node) = head {
            head = node.next;
            node.next = prev;
            prev = Some(node);
        }
        prev
    }

    pub fn is_palindrome(head: Option<Box<ListNode>>) -> bool {
        // 快慢指针,fast一次移动2个,slow一次移动1个,slow会停留在中间偏后的位置
        // 反转slow为头结点的链表
        // 比较head和slow两个链表,直到head的长度达到即停止
        let p = head.as_ref().unwrap();
        if p.next.is_none() {
            return true;
        }

        let mut head = head;
        let mut slow = &head;
        let mut fast = &head;
        while slow.is_some() && fast.is_some() {
            slow = &(slow.as_ref().unwrap().next);
            fast = &(fast.as_ref().unwrap().next);
            if fast.is_none() {
                break;
            }
            fast = &(fast.as_ref().unwrap().next);
        }
        // let s =  slow  as *const Option<Box<ListNode>> as * mut  Option<Box<ListNode>>;
        let s = slow as *const Option<Box<ListNode>> as *mut Option<Box<ListNode>>;
        let mut head2 = unsafe {
            (*s).take()
        };
        head2 = Solution::reverse(head2);
        let mut flag = true;
        while let (Some(node1), Some(node2)) = (head.as_ref(), head2.as_ref()) {
            if node1.val != node2.val {
                flag = false;
                break;
            }
            head = head.unwrap().next;
            head2 = head2.unwrap().next;
        }
        flag
    }
}

主要注意代码中的

rust 复制代码
let s = slow as *const Option<Box<ListNode>> as *mut Option<Box<ListNode>>;
let mut head2 = unsafe {
    (*s).take()
};

这里我的本意是写成这样:

rust 复制代码
let mut head2 = slow.take();

但是slow是不可变借用,这里就会报错:

cannot borrow `*slow` as mutable, as it is behind a `&` reference
`slow` is a `&` reference, so the data it refers to cannot be borrowed as mutable

大意就是slow不是可变借用,take()的作用是拿走物主对某个东西的所有权,然后将所有权交给另一个人。你借一个人的东西,并且不被允许改变这个东西,那么你肯定不能把这个东西的所有权扔给别人对吧。

这个时候就需要裸指针的概念了,如果不会请移步:
https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/ch19-01-unsafe-rust.html

链接中截图关键内容:

注意*const*mut是不可变、可变两种裸指针,星号不是解引用,而是类型的一部分。⚠️注意是将不可变引用变成*const类型的裸指针,可变引用变成*mut类型的裸指针,所以前面的代码里写的是:

rust 复制代码
let s = slow as *const Option<Box<ListNode>> as *mut Option<Box<ListNode>>;

slow是不可变引用&Option<Box<ListNode>>,所以先转换为*const Option<Box<ListNode>>,再转换为*mut Option<Box<ListNode>>类型。

然后要在unsafe代码块中使用它,记得写法是(*s).take()拿到所有权赋给head2

rust 复制代码
let mut head2 = unsafe {
    (*s).take()
};

至此head2就是slow引用的那个节点了。

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