Що таке накладні витрати на тип опції Rust?

У Rust посилання ніколи не можуть бути нульовими, тому у випадку, коли вам насправді потрібне null, наприклад, пов'язаний список, ви використовуєте Optionтип:

struct Element {
    value: i32,
    next: Option<Box<Element>>,
}

Скільки накладених на це витрат з точки зору виділення пам’яті та кроків до розмежування порівняно з простим покажчиком? Чи існує якась "магія" у компіляторі / середовищі виконання, щоб зробити її Optionбезкоштовною або менш затратною, ніж якщо б її самостійно реалізувати Optionв непрофільній бібліотеці, використовуючи ту саму enumконструкцію, або обернувши покажчик у вектор?

Так, існує деяка магія компілятора, яка оптимізується Option<ptr>до єдиного вказівника (більшу частину часу).

use std::mem::size_of;

macro_rules! show_size {
    (header) => (
        println!("{:<22} {:>4}    {}", "Type", "T", "Option<T>");
    );
    ($t:ty) => (
        println!("{:<22} {:4} {:4}", stringify!($t), size_of::<$t>(), size_of::<Option<$t>>())
    )
}

fn main() {
    show_size!(header);
    show_size!(i32);
    show_size!(&i32);
    show_size!(Box<i32>);
    show_size!(&[i32]);
    show_size!(Vec<i32>);
    show_size!(Result<(), Box<i32>>);
}

Друкуються такі розміри (на 64-бітній машині, тому покажчики мають 8 байт):

// As of Rust 1.22.1
Type                      T    Option<T>
i32                       4    8
&i32                      8    8
Box<i32>                  8    8
&[i32]                   16   16
Vec<i32>                 24   24
Result<(), Box<i32>>      8   16

Зверніть увагу , що &i32, Box, &[i32], Vec<i32>будь-використання не-обнуляє оптимізації покажчик всередині Option!