如何在Rust中执行无检查乘法以避免溢出Panic？

问题场景 #

原代码执行时因乘法溢出触发panic：

let count: u64 = (((b + (b >> 4)) & 0xF0F0F0F0F0F0F0Fu64) * 0x101010101010101u64) >> 56;

错误信息：

thread 'main' panicked at 'attempt to multiply with overflow', src/main.rs:102:22
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace

需求：让乘法操作溢出时直接丢弃超出位数的部分，不触发panic。

最简单实现方式 #

直接使用Rust内置的wrapping_mul方法替代普通乘法运算符*，该方法会安全执行溢出后截断的乘法操作，无需unsafe代码：

let count: u64 = (((b + (b >> 4)) & 0xF0F0F0F0F0F0F0Fu64).wrapping_mul(0x101010101010101u64)) >> 56;

若需使用unsafe方式（不推荐，需明确知晓风险），可使用unchecked_mul方法并包裹在unsafe块中：

let count: u64 = unsafe {
    (((b + (b >> 4)) & 0xF0F0F0F0F0F0F0Fu64).unchecked_mul(0x101010101010101u64)) >> 56
};

算法说明（翻译自Stack Overflow对应回答） #

该算法用于快速统计64位无符号整数中二进制位为1的个数，核心步骤：

• 计算每4位的1的个数：将原数b右移4位后与自身相加，再和掩码0xF0F0F0F0F0F0F0F0做按位与。这一步会把每个4位组（半字节）中1的个数存储到该组的高4位位置。
• 累加所有4位的统计结果：将上一步的结果与魔法数0x101010101010101相乘，利用乘法溢出截断的特性，把每个字节的高4位数值累加到结果的高位字节中。
• 提取最终统计值：将乘积右移56位，得到所有4位组的1的个数总和，也就是原数中所有二进制1的总数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者hobrin