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Rust 1.45发布:修复了Cast Unsoundness并稳定了Web框架Rocket的支持


Rust 1.45修复了一个长期存在的浮点数强制转换问题,该问题可能导致未定义行为(undefined behaviour )异常,并稳定了流行 Web框架Rocket所使用的特性。

将浮点数转换为整数时,Rest会抛出一个 未定义行为(undefined behaviour)的已知异常。如果你对Rust的 value proposition有所了解的话,可能会对此感到惊讶。具体来说,下面的代码片段虽然编译时不会报错,但由于使用了 cast ( as ) 将浮点数300强制转换为8位无符号整数(仅表示值介于0到255之间的整数),在Rust 1.44中会抛出未定义行为的异常:

fn cast(x: f32) -> u8 { 
    x as u8 
} 
fn main() { 
    let f = 300.0; 
    let x = cast(f); 
    println!("x: {}", x); 
} 

在底层,这个问题与LLVM的 fptoui 指令有关,该指令在上述情况下使用会生成一个“有毒”的值。回想一下,Rust提供了 unsafe 关键字来标记希望 挂起Rust安全保证的代码块。上面所示的代码片段虽然没有被标记为不安全,但它却包含了不安全的代码,这违背了Rust作为安全语言的承诺。

Rust团队花了几年的时间来修复这个不健全的强制转换问题,主要是因为不清楚怎样才能正确地处理它。最终,他们决定让 as 执行“saturating”强制转换,这意味着将过大的浮点数强制转换为可表示的最大整数,将过小的浮点数和NaN强制转换为0。此外,他们还引入了一种新的 unsafe 强制转换,如果你想要跳过Rust的安全行为可以使用如下代码:

let x: f32 = 1.0; 
let y: u8 = unsafe { x.to_int_unchecked() }; 

虽然saturating强制转换提供了一种处理溢出的安全方法,但从数学角度来看,它仍然会产生错误的结果。 这就是为什么as 在Rust中不被视为值间转换的惯用方法,并且还被Rust的Clipply linter标记的原因。在Rust中,将浮点数转换为整数更惯用的方法是,使用 into 来进行不会出错的强制转换,而使用 try_into 来进行可能会出错的强制转换。

Rust 1.45还在三个新地方增加了对调用过程宏的支持,即:作为表达式的一部分、在模式匹配中或作为语句。过程宏在Rust 1.30中进行了扩展,以支持类函数宏的定义(即看起来像函数的宏)。例如,下面的代码片段定义了一个 sql 宏,该宏可生成解析SQL语句所需的Rust语法树:

// 解析SQL语句 
let sql = sql!(SELECT * FROM posts WHERE id=1); 
#[proc_macro] 
pub fn sql(input: TokenStream) -> TokenStream { 
   ... 
} 

该变更版本的重要性还和 它在Rocket中的使用有关,Rocket是一个流行的声明式Web框架,它使用了几个仅在nightly Rust中可用的实验特性。由于Rocket非常受欢迎,Rust团队一直在努力稳定其中的一些特性,而Rocket则移除了其他的一些特性。作为这一努力的结果,尚未发布的Rocket 0.5将成为首个能够使用稳定的Rust进行编译的Rocket版本。

除了本文提到的内容之外,Rust 1.45还包含了许多其他特性的稳定和修复。 请不要错过官方发布的详细说明。

原文链接:

Rust 1.45 Fixes Cast Unsoundness and Stabilizes Support for Web Framework Rocket