Rust中如何直接在堆上初始化Rc数组以避免memcpy操作？

问题背景 #

原代码通过Rc::new([42; 1024])创建Rc包裹的数组时，编译器会先在栈上生成完整数组，再通过memcpy复制到堆内存中，造成不必要的性能开销：

use std::rc::Rc;

pub fn test() -> Rc<[usize; 1024]> {
    Rc::new([42; 1024])
}

最简解决方案 #

利用标准库的Rc::new_uninit()直接在堆上分配未初始化内存，然后原地填充元素，避免栈上数组的创建和复制：

use std::rc::Rc;
use std::mem;

pub fn test() -> Rc<[usize; 1024]> {
    // 在堆上分配未初始化的数组内存
    let mut uninit_rc = Rc::new_uninit();
    
    unsafe {
        // 获取堆内存的可变指针，直接填充所有元素为42
        (*uninit_rc.as_mut_ptr()).fill(42);
        // 转换为已初始化的Rc（已完成所有元素初始化，操作安全）
        mem::transmute(uninit_rc)
    }
}

方案说明 #

1. Rc::new_uninit()：仅在堆上分配对应数组大小的内存，不做任何初始化操作，避免栈内存占用；
2. 原地填充：通过as_mut_ptr()获取堆内存的可变指针，调用fill(42)直接在堆上完成所有元素的初始化，无需栈上复制；
3. 安全转换：mem::transmute将未初始化的Rc<MaybeUninit<[usize; 1024]>>转换为Rc<[usize; 1024]>，由于我们已经完成了所有元素的初始化，这个操作是安全的。

如果不想编写unsafe代码，可以使用第三方库（如rc_box）提供的安全初始化API，但上述基于标准库的方案是最直接的实现方式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David Frank