CRust学习笔记：声明宏

本系列文章是Jon Gjengset发布的CRust of Rust系列视频的学习笔记，CRust of Rust是一系列持续更新的Rust中级教程。

在这篇文章中，我们将接着上一篇文章对avec!宏做性能优化。

先看一下已经写好的代码：

 1#[macro_export]
 2macro_rules!avec{
 3......
 4($element:expr;$count:expr)=>{{
 5letmutvs=Vec::new();
 6letx=$element;
 7for_in0..$count{
 8vs.push(x.clone());
 9}
10vs
11}};
12}

在第5行，我们创建了一个空的Vector，然后在第8行进行了一堆的push操作。

假设我们有1024个元素要放入到Vector中，那就进行了1024次push操作，就会导致在堆内存上对Vector进行多次重新分配。这是因为在 vector 增加新元素时，如果没有足够的空间就会要求分配大小是原内存2倍的新内存，并将老的元素拷贝到新的空间中，再销毁旧内存中的数据。

第一个需要改进的地方是：将创建空Vector的语法Vec::new()改成Vec::with_capacity(count)，根据count大小预先分配内存空间，这样就避免了一堆的内存重新分配操作。

 1#[macro_export]
 2macro_rules!avec{
 3......
 4($element:expr;$count:expr)=>{{
 5letcount=$count;
 6letmutvs=Vec::with_capacity(count);
 7letx=$element;
 8for_in0..count{
 9vs.push(x.clone());
10}
11vs
12}};
13}

第二个需要改进的地方是push，尽管已经预先分配了内存空间，但是每次执行push操作后，指向元素的指针地址都会增长，都会进行边界检查，这是不需要的。修改如下：

 1#[macro_export]
 2macro_rules!avec{
 3......
 4($element:expr;$count:expr)=>{{
 5letcount=$count;
 6letmutvs=Vec::with_capacity(count);
 7vs.extend(std::repeat($element).take(count));
 8vs
 9}};
10}

我们使用Vector的extend方法，参数需要一个iterator，我们使用了标准库的std::repeat函数，它会把element元素进行clone。使用extend方法的好处是只会对iterator的范围进行一次边界检查，这样就更加高效。

我们也可以使用Vector的resize方法：

 1#[macro_export]
 2macro_rules!avec{
 3......
 4($element:expr;$count:expr)=>{{
 5//letcount=$count;
 6//letmutvs=Vec::with_capacity(count);
 7//vs.extend(std::repeat($element).take(count));
 8letmutvs=Vec::new();
 9vs.resize($count,$element);
10vs
11}};
12}

至此，关于Rust的声明宏就学习完了。

审核编辑：汤梓红