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关于rust的所有权以及借用borrowing

java 2025/9/6 9:43:41

如何从内存中申请空间来存放程序的运行内容，如何在不需要的时候释放这些空间，以下的几种方式：

垃圾回收机制(GC)，在程序运行时不断寻找不再使用的内存，典型代表：Java、Go。
手动管理内存的分配和释放, 在程序中，通过函数调用的方式来申请和释放内存，典型代表：C++。
通过所有权来管理内存，编译器在编译时会根据一系列规则进行检查。

其中 Rust 选择了第三种，最妙的是，这种检查只发生在编译期，因此对于程序运行期，不会有任何性能上的损失。Ownership和Borrowing也是rust特有的机制，Rust 用所有权避免内存泄漏和悬垂指针，不用垃圾回收。

以下尝试用最简单的方式来解释这2种机制。

✅ 一、所有权（Ownership）——“一个东西只能有一个人管”
规则：每个值有且仅有一个“主人”（变量），主人离开作用域，值就被销毁。赋值或传参时，所有权被转移（不是复制！）。

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1;        // s1 把所有权给了 s2
println!("{}", s1); // ❌ 错误！s1 已经“失效”

总结：s1 被“move”了，不能再用。

✅ 二、借用（Borrowing）——“用一下，不拿走”
想用值但不拿走所有权？用引用（&）。

let s1 = String::from("hello");
let len = calc_length(&s1);  // 借用 s1
println!("{}", s1);               // ✅ OK！s1 还在fn calc_length(s: &String) -> usize {s.len()  // 只是“读”，不拥有
}

总结： 🔑 &s1 是“借用”——你用，但不归你。

✅ 三、可变借用——“借走还能改”
默认借用是只读的。要修改，必须可变借用。

let mut s = String::from("hello");
change(&mut s);           // 可变借用,注意：当使用 mut 关键字声明一个变量时，该变量就可以被修改
println!("{}", s);        // 输出 "hello world"fn change(s: &mut String) {s.push_str(" world");	//追加
}

⚠️ 注意：同一时间，只能有一个可变借用，或多个不可变借用（不能又读又写）。
这种限制的好处就是使 Rust 在编译期就避免数据竞争，数据竞争可由以下行为造成：

两个或更多的指针同时访问同一数据
至少有一个指针被用来写入数据
没有同步数据访问的机制

fn main() {let mut s = String::from("hello");let r1 = &s;      // ✅ 不可变借用let r2 = &s;      // ✅ 还可以再借一个（读-读允许）let r3 = &mut s;  // ❌ 错误！不能在 r1、r2 存在时借可变引用println!("{}, {}, and {}", r1, r2, r3);
}let mut s = String::from("hello");
let r1 = &mut s;        // ✅ 可变借用
let r2 = &s;            // 不行！只要有 &mut s，就不能再有 &s。//很多时候，大括号可以帮我们解决一些编译不通过的问题，通过手动限制变量的作用域：
let mut s = String::from("hello");
{let r1 = &mut s;
} // r1 在这里离开了作用域，所以我们完全可以创建一个新的引用
let r2 = &mut s;