为什么 Rust 在运行时检查数组边界，而（大多数）其他检查发生在编译时？

Question

If you try to use a subscript that is not in the array, you will get an error: array access is bounds-checked at run-time.

为什么 Rust 在运行时检查数组边界，而大多数其他检查似乎发生在编译时？

Answer 1

因为在一般情况下在编译时检查索引是不可行的。即使对于小程序来说，推理任意变量的可能值也是介于困难和不可能之间的事情。没有人愿意：

正式证明索引不能越界，并且
将该证明编码到类型系统中

... 对于每个切片/Vec/等等。 access，因为这是你在编译时执行边界检查所必须做的。您基本上需要依赖类型。

除了可能使类型检查变得不可判定（并让程序更难进行类型检查）之外，类型推断通常变得不可能（并且在最好的情况下受到更多限制），类型变得更加复杂和冗长，并且语言的复杂性显着增加。只有在非常简单的情况下，无需大量额外的程序员工作才能证明索引在边界内。

此外，几乎没有动力去摆脱边界检查。生命周期通过几乎完全消除垃圾收集的需要来减轻它们的重量——这是一个巨大的、侵入性的特性，具有不可预测的吞吐量、space 和延迟影响。运行-time bounds checking 在另一方面是非常非侵入性的，有一个小而众所周知的开销，并且可以在性能关键部分有选择地关闭，即使整个程序的其余部分都自由地使用它.

注意编译器可以对数组的越界访问做一些简单的检查：

let a = [1, 2];
let element = a[100];

error: index out of bounds: the len is 2 but the index is 100
 --> src/main.rs:3:19
  |
3 |     let element = a[100];
  |                   ^^^^^^
  |
  = note: #[deny(const_err)] on by default

但是，这是有限的，并且可以通过使索引值不是 "obvious" 常量来轻松避免：

let a = [1, 2];
let idx = 100;
let element = a[idx];

为什么 Rust 在运行时检查数组边界，而（大多数）其他检查发生在编译时？

Why does Rust check array bounds at runtime, when (most) other checks occur at compile time?

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