Rust基本功修炼

所有权

所有权规则、内存与分配

stack and heap

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Drop

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移动

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Clone

针对堆上的数据，使用clone方法，会在堆上重新分配内存，将数据复制到新的内存中，返回新的指针。
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Copy

针对栈上的数据，使用copy方法，会直接复制数据，不需要重新分配内存。
对于只存在于栈上的数据，实现了copy trait的类型，可以直接复制数据，不需要重新分配内存。对他们来说，深度拷贝和浅度拷贝没有区别。
Copy trait：
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Drop trait：
实现了copy trait的类型，不允许实现drop trait。因为drop trait会在变量离开作用域时，释放内存，而copy trait的类型不需要释放内存。

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：会发生移动或者复制。函数的参数也是变量的一种。

返回值与作用域

  • 函数在返回值的过程中也会发生所有权的转移。
  • 一个变量的所有权总是遵循同样的模式
    • 把一个值赋给另一个变量时，发生移动。
    • 当一个包含堆上数据的变量离开作用域时，它的值会被drop。除非数据的所有权被移动到另一个变量中。

      reference

  • 引用允许你使用值但不获取其所有权。

    引用和借用

  • &String 和 String 是不同的类型，&String 是一个指向 String 的引用。
  • 把引用作为函数参数这个行为叫做借用。
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  • 不可以同时存在可变引用和不可变引用。
  • 多个不可变引用是可以的。

    悬空引用

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    fn main() {
        let reference_to_nothing = dangle();
    }
    fn dangle() -> &String {
        let s = String::from("hello");
        &s
    }
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  • 引用必须一直有效。

    slice（&str）

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  • 为了防止与字符串相关的某个数变量跟字符串没有联系，导致字符串释放后该变量没有意义，rust提供了slice。
    例子
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  • 不使用slice：
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    fn first_word(s: &String) -> usize {
        let bytes = s.as_bytes();
        for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
            if item == b' ' {
                return i;
            }
        }
        s.len()
    }
  • slice的基本用法：
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    fn main() {
        let s = String::from("hello world");
        let hello = &s[0..5];
        let word = &s[6..s.len()];
        let whole = &s[..];
    }
  • 使用字符串slice：
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    fn first_word(s: &String) -> &str {
        let bytes = s.as_bytes();
        for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
            if item == b' ' {
                return &s[..i];
            }
        }
        &s[..]
    }

    注意：

    1. 字符串切片的范围是左闭右开的。
    2. slice的范围索引必须发生在有效的UTF-8字符边界内。
    3. 如果尝试从一个多字节的字符中创建slice，程序会报错退出。
    4. s.clear() 会清空字符串，但是slice还是有效的，这是一个可变引用
字符串字面值其实就是字符串slice

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把字符串slice作为参数传递：

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其他slice
  • 数组slice
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    fn main() {
        let a = [1, 2, 3, 4, 5];
        let slice = &a[1..3];
    }

    生命周期

    生命周期存在的主要目标是避免悬垂引用（dangling references）。

    借用检查器

  • 借用检查器：编译器的一个组件，通过比较作用域来确保所有的引用都是有效的。

    生命周期注解

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    生命周期注解语法

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    用于描述多个引用的生命周期的关系。因此单个引用的生命周期注解通常无意义。
    例子：
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    fn longest<'a>(x: &'a str, y: &'a str) -> &'a str {
        if x.len() > y.len() {
            x
        } else {
            y
        }
    }
  • 泛型生命周期参数声明在函数名和参数列表之间的 <> 中。
  • 'a 的实际生命周期是：x 和 y 的生命周期中较短的那个。

    深入理解生命周期

    生命周期省略规则

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    输入、输出生命周期
  • 函数参数的生命周期被称为输入生命周期，而返回值的生命周期被称为输出生命周期。
    生命周期省略的三个规则
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    方法中的生命周期标注

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    静态生命周期

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    泛型参数类型、trait bound、生命周期

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