Odpowiedź

W Rust wyrażenia stałe (const) są obliczane na etapie kompilacji, co pozwala na tworzenie wartości, które stają się częścią programu jeszcze przed uruchomieniem. Takie wyrażenia są używane do określania rozmiarów tablic, wartości w statycznych strukturach, parametrów generics i innych sytuacji, gdzie potrzebne są niezmienne stałe z ściśle znaną wartością.

W Rust można tworzyć „stałe” funkcje (const fn), które mogą być używane wewnątrz innych wyrażeń const lub do inicjalizacji zmiennych stałych. Kompilator gwarantuje, że takie wyrażenie nie zawiera niedozwolonych operacji (np. dostępu do pamięci).

Przykład:

const fn fib(n: u32) -> u32 {
    match n {
        0 | 1 => 1,
        _ => fib(n - 1) + fib(n - 2),
    }
}

const F8: u32 = fib(8);
const ARR: [u32; F8 as usize] = [0; F8 as usize]; // Tablica o rozmiarze 34

W tym przykładzie wartość F8 i rozmiar tablicy ARR są obliczane na etapie kompilacji.

Pytanie z podstępem

Czym różni się funkcja const od zwykłej funkcji i czy można zadeklarować dowolną funkcję jako const fn?

Odpowiedź: Nie, nie każdą funkcję można zadeklarować jako const fn. const fn może zawierać tylko dozwolone operacje, które nie powodują skutków ubocznych ani nie operują na niebezpiecznej pamięci. Na przykład, nie można otworzyć pliku ani dynamicznie alokować pamięci w const fn.

const fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
    x + y // dozwolone
}

// a to się nie skompiluje:
const fn fail() -> String { // błąd!
    String::from("err")
}

Przykłady rzeczywistych błędów z powodu braku znajomości szczegółów tematu

---

Historia

W jednym projekcie próbowano obliczyć wartość hasha ciągu na etapie kompilacji za pomocą funkcji stałej, ale użyto wewnątrz tej funkcji standardowych metod z HashMap i alokacji pamięci. Program się nie kompilował, zgłaszając niejasne błędy dotyczące niedozwolonych operacji w const fn.

---

Historia

W dużym rozwoju embedded programista zdefiniował strukturę stałą z polami, które wymagały obliczeń na etapie kompilacji, ale użył wewnątrz inicjalizacji funkcji z zewnętrznego crate, które nie były oznaczone jako const fn. Doprowadziło to do niemożności użycia tej logiki do określenia rozmiarów statycznych buforów.

---

Historia

W kodzie pomylono różnicę między static a const, próbując zmieniać „stałą” w czasie wykonania i uzyskano niejawne UB (Undefined Behavior), ponieważ stałe w Rust nie są umieszczane w pamięci jako wartości, ale są podstawiane przez kompilator w miejscu użycia, co w ogóle nie zakłada ich modyfikacji.