Rust基础03-所有权与函数、引用与借用

所有权与函数

在语义上，将值传递给函数和把值赋给变量是类似的：

• 将值传递给函数将发生移动或赋值
• 函数在返回值的过程中同样也会发生所有权的转移

例：

fn main() {
    let s = String::from("Hello World");
    take_ownership(s);
    let x = 5;
    makes_copy(x);
    println!("x: {}", x);
}
fn take_ownership(some_string: String) {
    println!("{}", some_string)
}
fn makes_copy(some_number: i32) {
    println!("{}", some_number);
}

一个变量的所有权总是遵循同样的模式：

• 把一个值赋给其它变量时就会发生移动
• 当一个包含 heap 数据的变量离开作用域时，它的值就会被 drop 函数清理，除非数据的所有权移动到另一个变量上

例：

fn main() {
    let s1 = gives_ownership();
    let s2 = String::from("hello");
    let s3 = takes_and_gives_back(s2);
}
fn gives_ownership() -> String{
    let some_string = String::from("hello");
    some_string
}
fn takes_and_gives_back(a_string: String) -> String {
    a_string
}

引用与借用

让函数使用某个值，但不获得其所有权

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let (s2, len) = calculate_length(s1);
    println!("The length of '{}' is {}.", s2, len);
}
fn calculate_length(s: String) -> (String, usize) {
    let length = s.len();
    (s, length)
}

以上代码虽然做到了要求，但其过程过于繁琐，因此，实际开发中常使用以下方法

• 引用

  fn main() {
      let s1 = String::from("Hello");
      let len = calculate_length(&s1);
  
      println!("The length of '{}' is {}.", s1, len);
  }
  
  fn calculate_length(s: &String) -> usize {
      s.len()
  }
  

  在上述代码中，参数的类型为 &String 而不是 String

  & 符号代表引用：允许引用某些值而不取得其所有权

  

我们将引用作为函数参数这个行为叫做借用

• 借用

  在程序中不可修改，和变量一样，引用默认也是不可变的

但在程序中也可存在可变引用

• 可变引用

  在特定作用域内，对某一块数据，只能有一个可变的引用

  使得程序在编译时就可防止数据竞争

  可以通过创建新的作用域，来允许非同时的创建多个可变引用

  fn main() {
      let mut s =String::from("Hello"); {
          let s1 = &mut s;
      }
      let s2 = &mut s;
  }
  

不可同时存在一个可变引用和一个不变的引用

• 数据竞争

  同时存在以下三种行为便会发生数据竞争：

  1. 两个或多个指针同时访问同一个数据
  2. 至少有一个指针用于写入数据
  3. 没有使用任何机制来同步对数据的访问

• 悬空引用（Dangling References）

  悬空指针（Dangling Pointer）：一个指针引用了内存中的某个地址，而这块内存可能已经释放并分配给其它人使用了

  在Rust中，编译器可保证引用永远都不是悬空引用：

  如果你引用了某些数据，编译器将保证在引用离开作用域前数据不会离开作用域

  //以下为悬空引用(此代码无法通过编译)
  fn main() {
      let r = dangle();
  }
  
  fn dangle() -> &String {
      let s = String::from("hello");
      &s
  }
  //ERROR: missing lifetime specifier
  

• 引用的规则

  1. 一个可变的引用
  2. 任意数量不可变的引用

  在代码中，引用必须一直有效