Rust语言(一)

Rust 简介

使 Rust 显得独一无二的主要概念是“所有权”。考虑这个小例子：
fn main() {
    let mut x = vec!["Hello", "world"];
}
这个程序创建了一个叫做x的变量绑定。这个绑定的值是一个Vec<T>，一个 vector，我们通过一个定义在标准库中的宏来创建它。这个宏叫做vec，并且我们通过一个!调用宏。这遵循了 Rust 的一般原则：让一切明了。宏可以做比函数调用复杂的多的多的工作，并且它们在视觉上也是有区别的。!也方便了解析，更容易编写工具，这也是很重要的。
我们使用了mut来使x可变：在 Rust 中绑定是默认是不可变的。在下面的例子中这个 vector 是可变的。
另外值得注意的是这里我们并不需要一个类型注释：因为 Rust 是静态类型的，我们并不需要显式的标明类型。Rust 拥有类型推断来平衡静态类型的能力和类型注释的冗余。
Rust 与堆分配相比倾向于栈分配：x被直接储存在栈上。然而，Vec<T>类型在堆上为 vector 的元素分配了空间。如果你并不熟悉这里的区别，目前你可以忽略它，或者看看“栈和堆”。作为一个系统编程语言，Rust 给予你控制内存分配的能力，不过当我们上手后，这并不是什么大问题。
之前，我们提到“所有权”是 Rust 中的一个关键概念。在 Rust 用语中，x被认为“拥有”这个 vector。这意味着当x离开作用域，vector 的内存将被销毁。这由 Rust 编译器决定，而不是通过类似垃圾回收器这样的机制。换句话说，在 Rust 中，你并不需要自己调用像malloc和free这样的函数：编译器静态决定何时你需要分配和销毁内存，并自动调用这些函数。人非圣贤孰能无过,不过编译器永远也不会忘记。
让我们为例子再加一行：
fn main() {
    let mut x = vec!["Hello", "world"];
let y = &x[0];
}
我们引入了另一个绑定，y。在这个例子中，y是对 vector 第一个元素的“引用”。Rust 的引用类似于其它语言中的指针，不过带有额外的编译时安全检查。引用用“借用”它指向的内容，而不是拥有它，来与所有权系统交互。这里的区别是，当一个引用离开作用域，它不会释放之下的内存。如果它这么做了，我们会释放两次，这是很糟的！。
让我们增加第三行。这看起来并不会引起错误，不过实际上会造成一个编译错误：
fn main() {
    let mut x = vec!["Hello", "world"];
let y = &x[0];
x.push("foo");
}
push是 vector 的一个方法，它在 vector 的末尾附加另一个元素。当我们尝试编译这个程序时，我们得到一个错误：
error: cannot borrow `x` as mutable because it is also borrowed as immutable
    x.push(4);
    ^
note: previous borrow of `x` occurs here; the immutable borrow prevents
subsequent moves or mutable borrows of `x` until the borrow ends
    let y = &x[0];
             ^
note: previous borrow ends here
fn main() {
}
^
噢！Rust 编译器有时给出灰常详细的错误，而这就是其中之一。正如错误所解释的，当我们让绑定可变，我们仍不能调用push。这是因为我们已经有了一个 vector 元素的引用，y。当有其它引用存在时改变值是危险的，因为我们可能使这个引用无效。在这个特定的例子中，当我们创建了 vector，我们可能只分配了 3 个元素的空间。增加一个元素意味着将分配一个新的能放下所有 4 个元素的空间，拷贝旧的值，并更新内部的指针指向这个内存。所有这些都木有问题。问题是y并没有被更新，很糟糕地，y成了一个“悬垂指针”(dangling pointer)。因此，在这个例子中任何对y的使用都会引起错误，而编译器会为我们捕获了这个错误。
那么我们应该如何解决这个问题呢？这里我们可以采取两个方法。第一个方法是使用拷贝而不使用引用：
fn main() {
    let mut x = vec!["Hello", "world"];
let y = x[0].clone();
x.push("foo");
}
Rust 默认拥有移动语义，所以如果我们想要拷贝一些数据，我们调用clone()方法。在这个例子中，y不再是一个储存在x中 vector 的一个引用，而是它第一个元素的拷贝，"hello"。现在我们并不拥有一个引用，所以push()就能正常工作。
如果我们真心需要一个引用，我们需要另一种方法：确保在我们尝试修改之前，让引用离开作用域。如下：
fn main() {
    let mut x = vec!["Hello", "world"];
{
        let y = &x[0];
    }
x.push("foo");
}
我们用一对大括号创建了一个内部作用域，y会在我们调用push()之前离开作用域，所以我们不会碰到问题。
所有权的概念并不仅仅善于防止悬垂指针，也解决了一整个系列的相关问题，比如迭代器无效，并发和其它问题。