【rust】| 06——语言特性 | 所有权

文章目录

1. 所有权的概念
2. 所有权的规则
3. 变量的作用域
4. 所有权的移动/克隆
- 4.1 移动
- 4.2 克隆 clone
- 4.3 copy
5. 所有权的转移
- 5.1 函数转移
- 5.2 返回值转移
6. 引用和借用
- 6.1 引用
- 6.2 借用
- 6.3 可变引用
- 6.4 空引用
7. 切片
- 7.1 字符串切片
- 7.2 其他切片
- 7.3 切片的范围
- 7.4 切片做函数参数

1. 所有权的概念

所有权是Rust语言中一个关键的特性。它是一种内存管理规则(机制)。它通过这个规则(即所有权系统)结合编译器对代码进行检查从而确保内存安全。
在其他语言如C/C++ 等都有自己的内存管理方式。C/C++需要我们显式(手动)处理所用的内存(申请、释放) 如果处理不当会造成很严重的内存安全问题。而Rust中这一特性很好的可以帮我们确保内存安全性。

2. 所有权的规则

1、每个值都对应一个变量 owner
2、一个值只能有一个 owner
3、有作用域，当owner超出作用域值会被销毁 (这个变量有生命周期在作用域内)

3. 变量的作用域

Rust中变量的作用域和其他语言类型。比如函数体内的变量(局部变量) 它的作用域在函数大括号之间生命周期也是这么短。
在这里插入图片描述
可以看到超过范围销毁了。对应所有权规则的最后一条。owner 就是这个值藏在暗处的变量名。它超过变量作用域会消失。Rust内部在超出后会掉清理函数 drop
清理变量占用的内存。

4. 所有权的移动/克隆

4.1 移动

Rust中的移动类似浅拷贝但有细节之处。
我们通过代码例子去理解

1、变量赋值操作

在这里插入图片描述
分析：
1、整型变量赋值变量a 复制到了变量b
2、字符串赋值变量s1 复制到了变量s2
我们可以看到两种不同的类型操作几乎是一样的。整型它只是一个数字再怎么复制占用的大小就那么多无关紧要。可是当是一个很大的字符串复制给另一个变量那所占用的大小(很大*2) 这样的操作太占用大小咋的一个字符串准备要我命啊。是不是和其他语言复制操作很类似。
但是在 Rust中复制的操作还是有细微差别的我们深入了解下rust下具体复制的具体过程

细看字符串变量的定义及复制到其他变量的过程

在这里插入图片描述
可以看到字符串变量的内容 hello 存储在堆上而定义的变量 S1 只保存了指向堆上内容的指针、长度和容量这三个这些内容存储在栈上。并没有将字符串内容也保存。
下面我们看 S1内容复制给S2 是怎样的
在这里插入图片描述
可以看到 S1 复制到 S2 也只是复制了指针、长度、容量三件套。不重复复制堆上内容。这样的情况下S1 S2是不是占用栈大小很少。

如果S1 S2把数据一起保存呢
在这里插入图片描述
可以看到全保存过来每个变量都这样完全复制那栈吃不消。当内容很大时是不是一个赋值操作直接给栈空间用完干废掉啦。

通过上面图我们可以看到 rust中变量保存了指向内容的指针等。 S1 和S2 中的指针都指向了数据内容。我们知道所有权规则之一变量超出作用域会没了。那么当S1和S2 超出作用域会尝试释放因为它两指向一个地址那么两次释放是不是会出大问题呢。也称为双重释放错误。
当然 rust中也会想到这种错误所以它会避免啦。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在Rust中执行完 S2=S1这样的操作 S1已经变得无效啦所以不会再存在上面双重释放的隐患了。
其实 Rust中S2 = S1 的操作类似浅拷贝只拷贝了指针长度容量。但是rust 中超出范围让其消失的规则即S1 无效啦的操作我们把这样称为移动。

4.2 克隆 clone

Rust中我们把类似深拷贝(把数据内容一起复制)的操作
称为克隆 clone。
在这里插入图片描述

4.3 copy

前面学习完移动和克隆我们理解到在Rust中通过变量给变量赋值的操作如果直接赋值 S2 = S1 这种类似于浅拷贝而且S1会消失没有拷贝在堆上的内容而通过克隆 s2=s1.clone() 这种类似深拷贝的操作这样S1还活着。下面我们通过例子理解COPY
在这里插入图片描述
为什么x 还能用? 因为X是整型编译器编译时知道它的大小将内容全部存储在栈中。也可以说整型具有copy特性所以才会存在栈上。字符串型大小我们不确定因为不知道后面会不会改变。在这种情况下深浅拷贝(克隆)没区别。