Rust 生态蜜蜂｜Unsafe 随堂小测题解 Part6

本篇是对第三篇随堂小测^[1]中第12题和第13题的题解。

题目与题解

str_replace 函数为什么是不健全的？（10分）请增加测试用例，使该函数触发 UB。（10分）

/// !!!unsound!!!
pub fn str_replace(s: &str, from: &str, to: &str) -> String {
    if s.len() < from.len() {
        return s.to_owned();
    }

    let (s, from, to) = (s.as_bytes(), from.as_bytes(), to.as_bytes());
    let mut ans: Vec<u8> = Vec::new();

    unsafe {
        if from.is_empty() {
            for &b in s {
                ans.extend_from_slice(to);
                ans.push(b);
            }
            ans.extend_from_slice(to);
        } else {
            let mut i = 0;
            let end = s.len() - from.len();
            while i <= end {
                let probe = s.get_unchecked(i..i + from.len());
                if probe == from {
                    ans.extend_from_slice(to);
                    i += from.len();
                } else {
                    ans.push(s[i]);
                    i += 1;
                }
            }
        }

        String::from_utf8(ans).unwrap_unchecked()
    }
}

#[test]
fn test_str_replace() {
    assert_eq!(str_replace("abc", "a", "b"), "bbc");
    assert_eq!(str_replace("abc", "", "b"), "babbbcb");
    assert_eq!(str_replace("abc", "a", ""), "bc");
}

根据测试用例，知道这个str_replace函数的作用是把的from字符串替换为to字符串。

Safe Rust 中字符串维护的安全不变量（参考之前的文章）是让返回的 String 一定是合法的 UTF-8。上面示例中使用 Unsafe 代码处理字符串，做安全抽象就是要维护这个安全不变量。

具体来看上面代码处理字符串主要分两部分：from为空字符串或非空字符串。当from为空字符串时：