用编译期计算来连接字符串
Rust 的编译期计算功能正在逐渐强化，现在我们已经可以做到生成字符串常量（而不是字面量），下面以简化版 concat 宏来演示编译期求值的写法。
生成字符串常量需要一个常量表达式，而不是 const fn。
const fn 既可以在编译期调用，也可以在运行期调用，一个接收 &str、返回 &'static str 的字符串连接函数必然产生某种形式的内存泄露。所以一个展开为常量表达式的宏才符合我们的需求。
#[macro_export]
macro_rules! my_concat {
($($s: expr),+) => {{
计算所有字符串的总长度。因为 for 循环解糖为迭代器，目前还不能在编译期求值，所以改用 while 循环。
const STRS: &[&str] = &[
$($s,)+
];
const TOTAL_LEN: usize = {
let mut ans = 0;
let mut arr = STRS;
while let [x, xs @ ..] = arr {
ans += x.len();
arr = xs;
}
ans
};
生成一个字节数组，用双重循环把字符串内容复制进去。
const CONST_STR_BUF: [u8; TOTAL_LEN] = {
let mut buf: [u8; TOTAL_LEN] = [0; TOTAL_LEN];
let mut cur: usize = 0;
let mut arr = STRS;
while let [x, xs @ ..] = arr {
let bytes = x.as_bytes();
let mut i = 0;
while i < bytes.len() {
buf[cur] = bytes[i];
i += 1;
cur += 1;
}
arr = xs;
}
buf
};
把 &[u8] 强转为 &str。因为两者内存表示一致，UTF8 编码可以直接连接，所以这里的强转是安全的。
// unsafe { ::core::str::from_utf8_unchecked(&CONST_STR_BUF)} // const since 1.55
unsafe { ::core::mem::transmute::<&[u8], &str>(&CONST_STR_BUF) }
}};
}
然后来写测试。
str 的相等运算符还不能在编译期求值，因此手动写一个比较函数。
pub const fn str_eq(lhs: &str, rhs: &str) -> bool {
if lhs.len() != rhs.len() {
return false;
}
let len = lhs.len();
let lhs = lhs.as_bytes();
let rhs = rhs.as_bytes();
let mut i = 0;
while i < len {
if lhs[i] != rhs[i] {
return false;
}
i += 1
}
true
}
assert 宏和 panic 宏目前也不是 const 的，再手动写一个 const_assert 宏。利用 bool 转换为 usize 和数组边界检查来触发编译错误。
#[macro_export]
macro_rules! const_assert {
($e:expr) => {
const _: () = [()][(!($e) as usize)];
};
}
编写测试。这里的测试函数编译后为空函数，条件已经在编译期检查过了。
pub const HELLO: &str = "hello";
pub const WORLD: &str = "world";
pub const HELLO_WORLD: &str = my_concat!(HELLO, " ", WORLD);
#[test]
fn test() {
const_assert!(str_eq(HELLO_WORLD, "hello world"));
}
各位学会了吗？
课后练习：实现编译期堆排序。