掌控内存的节奏（Rust语言内存布局控制详解）

默认布局 vs 精确控制

考虑以下结构体：

struct Point {    x: u8,    y: u32,    z: u16,}

Rust 默认使用 #[repr(Rust)]（这是隐式的），编译器会自动重排字段以减少内存占用。例如，上面的结构体可能被重排为 y（u32）、z（u16）、x（u8），并添加填充字节以满足对齐要求，总大小可能是 8 字节而非直观的 7 字节。

使用 #[repr(C)] 精确控制布局

当你需要与 C 语言交互、进行序列化，或确保字段按声明顺序排列时，可以使用 #[repr(C)] 属性。这会强制 Rust 按照字段声明的顺序布局，并遵循 C 语言的对齐规则。

#[repr(C)]struct Point {    x: u8,    y: u32,    z: u16,}// 此时内存布局为：// [x: 1字节][填充: 3字节][y: 4字节][z: 2字节][填充: 2字节]// 总大小 = 12 字节

注意：使用 #[repr(C)] 后，结构体大小通常会变大，因为无法通过重排字段来节省空间。但换来的是可预测性和跨语言兼容性。

其他有用的 repr 属性

• #[repr(u8)] / #[repr(i32)]：用于枚举（enum），指定其底层整数类型，常用于 FFI。
• #[repr(packed)]：移除所有填充字节，使结构体紧凑。但可能导致未对齐访问，影响性能甚至引发崩溃，慎用！
• #[repr(transparent)]：确保结构体与单个字段具有相同的布局，常用于新类型模式（newtype pattern）。

实战：检查内存布局

你可以使用 std::mem::size_of 和 std::mem::align_of 来查看结构体的大小和对齐要求：

use std::mem;#[repr(C)]struct MyStruct {    a: u8,    b: u32,}fn main() {    println!("Size: {} bytes", mem::size_of::());     // 输出：8    println!("Align: {} bytes", mem::align_of::());   // 输出：4}

总结

通过合理使用 #[repr(...)] 属性，你可以完全掌控 Rust结构体内存 的布局方式。这不仅有助于性能调优，更是实现安全高效 FFI（外部函数接口）的关键。记住：Rust repr属性 是你控制内存布局的强大工具，但在追求紧凑布局时务必权衡性能与安全性。

希望这篇教程能帮你迈出掌握 Rust 内存控制的第一步！