구획도 (區劃圖)

먼저, 우리는 구조체의 구획도를 구상해야 합니다. Vec은 세 개의 부분이 있습니다: 할당된 메모리를 가리키는 포인터, 할당된 메모리의 크기, 그리고 초기화된 원소들의 갯수입니다.

순진하게 보자면, 이 말은 우리가 그냥 이런 디자인을 원한다는 겁니다:

pub struct Vec<T> {
    ptr: *mut T,
    cap: usize,
    len: usize,
}

그리고 이건 실제로 컴파일될 겁니다. 불행하게도, 이런 디자인은 너무 엄격할 겁니다. 컴파일러는 우리에게 너무 엄격한 변성을 줄 겁니다. 따라서 &Vec<&'a str>을 넣어야 하는 곳에 &Vec<&'static str>을 사용할 수는 없을 겁니다. 변성에 관한 자세한 부분은 소유권과 수명에 관한 챕터를 보세요.

우리가 소유권 챕터에서 보았듯이, 자신이 소유하는 메모리를 가리키는 생 포인터를 가질 때 표준 라이브러리는 *mut T 대신 Unique<T>를 사용합니다. Unique는 불안정하므로, 우리는 설사 가능하더라도 이것을 사용하지 않을 겁니다.

다시 정리하면, Unique는 생 포인터를 감싸면서 다음의 특성들을 추가합니다:

• T에 대해서 공변하고
• T 타입의 값을 소유할 수도 있고 (이것은 우리의 예제와는 관련이 없지만, 실제 std::vec::Vec<T>가 이것을 필요로 하는 이유는 PhantomData에 관한 챕터를 보세요)
• T가 Send/Sync하다면 역시 Send/Sync하고
• 이 포인터는 절대 널이 아닙니다 (따라서 Option<Vec<T>>는 널 포인터 최적화가 됩니다)

우리는 위의 모든 요구사항들을 안정적인 러스트 버전에서 구현할 수 있습니다. 이것을 하기 위해, 우리는 Unique<T> 대신 NonNull<T>를 사용할 겁니다. 이것은 생 포인터를 감싸는 또다른 구조체인데, 위의 것들 중 두 가지 특성, 즉 T에 대해 공변하는 것과 절대 널이 아니라는 특성을 가집니다. T가 Send/Sync일 때 역시 Send/Sync하도록 구현하면, 우리는 Unique<T>를 사용하는 것과 같은 결과를 얻게 됩니다:

use std::ptr::NonNull;

pub struct Vec<T> {
    ptr: NonNull<T>,
    cap: usize,
    len: usize,
}

unsafe impl<T: Send> Send for Vec<T> {}
unsafe impl<T: Sync> Sync for Vec<T> {}
fn main() {}