我们应该使用 Option 还是 ptr::null 来表示 Rust 中的空指针

Question

标准库的链接列表Node使用Option类型：

struct Node<T> {
    next: Option<NonNull<Node<T>>>,
    prev: Option<NonNull<Node<T>>>,
    element: T,
}

并使用以下代码创建一个节点：

Node {
    next: None,
    prev: None,
    element,
}

BTree LeafNode的实现，标准库使用原始指针作为父节点：

struct LeafNode<K, V> {
    parent: *const InternalNode<K, V>,
    parent_idx: MaybeUninit<u16>,
    len: u16,
    keys: MaybeUninit<[K; CAPACITY]>,
    vals: MaybeUninit<[V; CAPACITY]>,
}

并通过将parent设置为 ptr::null 来创建新的叶节点：

LeafNode {
    keys: MaybeUninit::uninitialized(),
    vals: MaybeUninit::uninitialized(),
    parent: ptr::null(),
    parent_idx: MaybeUninit::uninitialized(),
    len: 0
}

我们可以用nullptr在C++中实现上面的代码，那么Option和std::ptr::null()来表示空指针有什么区别呢？表示空指针的推荐方法是什么？

Answer 1

一般来说，我建议使用 NonNull<T> 而不是 *const T 或 *mut T ，根据需要使用Option来识别指针何时可能为空。

原因有二：

1. null 是否为有效值将在使用 NonNull 时记录并强制执行。
2. *const T和*mut T基本上是可以互换的，而且确实可以相互叠加，因此const或mut可能会提供虚假的安全感。

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BTree 的实现可能根本没有移植到 NonNull 中，这是相对较新的 - 它仅在 1.25 中稳定下来。