Was ist der Overhead des Optionstyps von Rust?

In Rust können Referenzen niemals null sein. Wenn Sie also tatsächlich null benötigen, z. B. eine verknüpfte Liste, verwenden Sie den OptionTyp:

struct Element {
    value: i32,
    next: Option<Box<Element>>,
}

Wie viel Overhead ist damit in Bezug auf die Speicherzuweisung und die Schritte zur Dereferenzierung im Vergleich zu einem einfachen Zeiger verbunden? Gibt es eine "Magie" im Compiler / zur Laufzeit, die Optionkostenlos oder kostengünstiger zu machen ist , als wenn man sie Optionselbst in einer Nicht-Kernbibliothek mit demselben enumKonstrukt implementieren oder den Zeiger in einen Vektor einschließen würde?

Ja, es gibt einige Compiler-Magie, die Option<ptr>(meistens) auf einen einzelnen Zeiger optimiert wird .

use std::mem::size_of;

macro_rules! show_size {
    (header) => (
        println!("{:<22} {:>4}    {}", "Type", "T", "Option<T>");
    );
    ($t:ty) => (
        println!("{:<22} {:4} {:4}", stringify!($t), size_of::<$t>(), size_of::<Option<$t>>())
    )
}

fn main() {
    show_size!(header);
    show_size!(i32);
    show_size!(&i32);
    show_size!(Box<i32>);
    show_size!(&[i32]);
    show_size!(Vec<i32>);
    show_size!(Result<(), Box<i32>>);
}

Die folgenden Größen werden gedruckt (auf einem 64-Bit-Computer, also sind Zeiger 8 Byte):

// As of Rust 1.22.1
Type                      T    Option<T>
i32                       4    8
&i32                      8    8
Box<i32>                  8    8
&[i32]                   16   16
Vec<i32>                 24   24
Result<(), Box<i32>>      8   16

Beachten Sie, dass &i32, Box, &[i32], Vec<i32>alle nutzen die Nicht-Nullable - Zeiger - Optimierung innerhalb ein Option!