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layout-repr-niches

内存布局：repr、透明与 niche 优化​

repr 选项​

  • repr(Rust)：默认布局，不稳定，跨 FFI 不应依赖具体字节布局。
  • repr(C)：与 C ABI 对齐，适合 FFI。
  • repr(transparent)：对单字段新类型保证与内部字段相同布局（常用于 FFI 包装）。
  • repr(packed(N))：紧凑布局，可能导致未对齐访问，需谨慎并用 read_unaligned。
  • repr(align(N))：提高对齐要求。

枚举与 niche（凹位）优化​

  • Option/Result 等枚举可利用类型的“非法值”编码判别位，零开销包裹：
use std::mem::size_of;
assert_eq!(size_of::<Option<&u8>>(), size_of::<&u8>());
assert_eq!(size_of::<Option<std::num::NonZeroUsize>>(), size_of::<usize>());

ManuallyDrop 与 MaybeUninit​

  • ManuallyDrop<T>：抑制自动 Drop，手动控制析构顺序，避免双重释放。
  • MaybeUninit<T>：延迟初始化，不读取未初始化内存；配合集合类型/FFI 使用。

透明包装与 transmute 危险​

  • 只有在 repr(transparent) 且类型满足同一 ABI 才可安全“视为”内部类型；transmute 容易破坏对齐/有效性，应尽量避免。

对齐与边界​

  • 使用 align_of::<T>()/size_of::<T>() 进行静态检查；
  • 对 packed 结构体的字段访问可能触发未对齐，优先通过按字节拷贝或显式的 unaligned 读写原语处理。