讲透Rust核心概念：所有权

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讲透Rust核心概念：所有权

文章目录

• • 可行域
  • 移动和克隆
  • 函数传参
  • 引用与租借

Rust初步上手

程序在内存中运行，所有权指的也是内存的所有权，这个概念被提出的目的，就是让Rust在编译阶段能够更有效地分析内存资源，并优化管理，相当于是静态的垃圾回收。

Rust中的所有权有以下三条规则：

• 每个值对应一个变量，变量是值的所有者。
• 这个值在某一时刻，只能有一个所有者。
• 若所有者不在程序运行范围，该值将被删除。

可行域

在Rust中，任何变量都有其可行域，在作用域中创建的变量，无法渗透到外面，这就是所有权的一个体现。比如在调用下面这个函数时就会报错

fn owner(){{let a = "micro";}println!("{}",a);
}

错误发生在编译期间

>rustc main.rs
error[E0425]: cannot find value `a` in this scope
--> main.rs:10:19|
10 |     println!("{}",a);|                   ^|
help: the binding `a` is available in a different scope in the same function                                              --> main.rs:8:13|
8  |         let a = "micro";|             ^
error: aborting due to previous erro

在编程中难免遇到一些长度不固定的变量，所以程序必须有在执行期间分配内存的能力，不能一切都指望编译期。而且这个分配，既包括新内存的发放，也包括老内存的销毁。

Rust在编译时，会自动在合适的地方添加一些释放资源的函数，从而维护了内存安全。

移动和克隆

下面这种写法大家已经司空见惯了，将5绑定给x，然后再将x绑定给y，其编译运行结果没有任何疑问，就是x=5,y=5

fn test_move(){let x = 5;let y = x;println!("x={},y={}", x,y)
}

但换一种数据类型，结果却报错了，说是把x的值移动给了y，所以x自己就没有了。

fn test_move2(){let x = String::from("micro");let y = x;println!("x={},y={}", x,y)
}

并且报错中还给出了温馨提示，说

help: consider cloning the value if the performance cost is acceptable|
13 |     let y = x.clone();|              ++++++++

即需要调用clone方法来将x值克隆给y，否则就相当于是把x的值移动给了y，所以x自己就没有了。二者的区别相当于是复制和剪切。

在rust中，一些小而直接的数据类型，在数据传递过程中，是默认克隆模式的，比如test_move1中演示的整数，这些类型还包括

• 所有整数类型，例如 i32 、 u32 、 i64 等。
• 布尔类型 bool，值为 true 或 false 。
• 所有浮点类型，f32 和 f64。
• 字符类型 char。
• 仅以上类型数据的元组

而其他数据类型，不好意思，默认的就是移动，如果想把其他类型的x复制给y，就要用到下面的形式

fn test_clone(){let x = String::from("micro");let y = x.clone();println!("x={},y={}", x,y);
}

函数传参

在rust中，要知道任何表达式都可以当成是一个函数，是有返回值的。那么自然地，变量在参数传递过程中的特性，也自然要发生在函数传参时，下面的写法有报错了，要求把test_print(x)改写为test_print(x.clone())

fn test_print(s:String){println!("s={}", s);
}fn test_move3(){let x = String::from("micro");test_print(x);println!("x={}", x);
}

但是同样地，如果传递的参数是一个基础类型的变量，那就完全没问题。

fn test_print_int(i:i32){println!("i={}", i);
}fn test_move4(){let x = 5;test_print_int(x);println!("x={}", x);
}

引用与租借

对于复杂变量x，如果想x的值赋予y，要么选择移动，但这样x自己就没了；要么选择克隆，但这个开销就比较大。一个自然的想法就是，能不能把x的地址传给b，这样两人就可以共享一块内存区域。

这种操作rust当然是支持的，名曰引用，只需用到取地址符&，所以下面的函数可以顺利执行

fn test_ref(){let x = String::from("cool");let y = &x;x.push_str("l")println!("x={},y={}", x,y)
}

函数参数传递的道理一样。

但是，正所谓皮之不存毛将焉附，如果y在引用x的值之后，如果x的值被移动给了另外一个变量，那么y，的引用也自然就作废了。

另一方面，y只是引用到了x的地址，但并没有得到这篇内存的所有权，所以y在理论上是不可写入的，这种感觉就像是借书一样，可以随便看，但不能乱写乱画。所以下面的代码报错就是理所当然的了。

实例

fn test_borrow(){let x = String::from("cool");let y = &x;y.push_str("l");println!("{}", y);
}

但是，如果非要更改，那么也不是不可以实现，只需采用mut引用，写成下面这样就可以了，y成了一个可变引用类型的数据。

fn test_borrow2(0[let x = String::from("cool");let y = &mut x;y.push_str("l");println!("{}", y);
])

但可变引用也有一个问题，即只允许可变引用一次。最后，引用不可以作为函数的返回值，因为函数的返回值将不确定这个引用会给谁，可能导致灾难性后果。

这就是Rust语言的风格，严谨而死板，由此带来的好处则是更加安全。