Почему Cell in Rust может использоваться только для типов Copy, а не для клонирования?

Документация стандартной библиотеки Rust утверждает, что Cell может использоваться только для типов Copy и что во всех остальных случаях следует использовать RefCell, но не объясняет, почему именно.

Изучив документацию и код как Cell, так и RefCell, единственной точкой, которая кажется важной, является функция get Cell. Если значение является типом Copy, то можно просто вернуть такую копию. Но почему клон недостаточно хорош?

Можно непосредственно реализовать функцию set поверх RefCell:

fn set<T>(r: &RefCell<T>, v: T) {
    *r.borrow_mut() = v
}

Это работает только до тех пор, пока никто другой не держит ссылку на значение. Но если значение может быть клонировано, можно просто сделать это:

fn get<T: Clone>(r: &RefCell<T>) -> T {
    r.borrow().clone()
}

Наличие типа Cell, работающего с типами Clone, позволит избежать накладных расходов на проверку времени выполнения. Я что-то пропустил здесь?

Ответ 1

Это необоснованно. Комментарий ДК. находится на правильном пути, но вам даже не нужна паника, чтобы вызвать хаос. Одним из проблемных сценариев является следующее:

Ячейки (вместе с Option) позволяют создавать циклы, т.е. самореферентные типы
Реализация Clone получает ссылку &self
При наличии цикла реализация Clone может, таким образом, получить доступ к клеточке, которая клонируется
Поэтому клонируемый объект может перезаписывать себя, в то время как он имеет обычный заимствование для себя (а именно &self)
Переписывание во время заимствования является необоснованным, поскольку оно допускает произвольное произвольное наказание и другое плохое поведение. Например, предположим, что поле Result<T, E>, изначально Ok(T), возьмите ссылку на T внутри и перезапишите Result с помощью Err(R). Затем &T внезапно ссылается на значение E.

Кредит для этого примера относится к Huon Wilson, см. thread.rust-lang.org Почему Cell требует Copy вместо Clone?. Его рецензия касается более структурных причин ограничений и включает полный пример кода.

Ответ 2

Вот мое мнение, но я не могу привязать его прямо к реальной причине, что такое ограничение существует.

Я думаю о копии как "дешевой" (например, копировании нескольких бит), а клон - "дорогой" (например, вызов функции или изменение данных). Если бы такая ячейка использовала Clone, ей было бы поручено дублировать базовое значение при каждом использовании (cell.get()). Например, использование CloneCell<Vec<T>> будет означать, что для каждого cell.get() требуется вызвать вызов распределителя памяти. Это не очень хорошая идея.

Ограничение типов Copy, таким образом, потенциально может помочь людям не стрелять в ногу.