Rust-所有权(一)

所有权可以说是Rust核心概念，这让Rust不需要垃圾回收(garbage collector)就可以保障记忆体安全。Rust的安全性和所有权的概念息息相，因此理解Rust中的所有权如何运作是非常重要的

所有权的规则

• Rust 中每个数值都会有一个变数作为它的拥有者（owner）。
• 同时间只能有一个拥有者。
• 当拥有者离开作用域时，数值就会被丢弃。

变数作用域

用下面这段程序描述变数范围的概念

{
    // 在宣告以前，变数s无效
    let s = "hello";
    // 这里是变数s的可用范围
}
// 变数范围已经结束，变数s无效

变数作用域是变数的一个属性，其代表变数的可使用范围，默认从宣告变数开始有效直到变数所在作用域结束。

记忆体与分配

定义一个变数并赋予值，这个变数的值存在记忆体中，例如需要用户输入的一串字串由於长度的不确定只能存放在堆(heap)上，这需要记忆体分配器在执行时请求记忆体并在不需要时还给分配器

在拥有垃圾回收机制(garbage collector, GC)的语言中，GC会追踪并清除不再使用的记忆体，如果没有GC的话则需要在不使用时显式的呼叫释放记忆体

例如C语言

{    
    char *s = strdup("hello");    
    free(s); *// 释放s资源*
}

Rust选择了一个不同的道路，当变数在离开作用域时会自动释放例如下面

{
    let s = String::from("hello"); // s 在此开始视为有效
    // 使用 s
} // 此作用域结束，释放s变数     

当变数离开作用域(大括号结束)时会自动呼叫特殊函示drop来释放记忆体

变数与资料互动的方式

移动(Move)

变数可以在Rust中以不同的方式与相同的资料进行互动

let x = 100;
let y = x;

这个代码将值100绑定到变数x，然後将x的值复制并赋值给变数y现在栈(stack)中将有两个值100。此情况中的数据是"纯量型别"的资料，不需要存储到堆中，仅在栈(stack)中的资料的"移动"方式是直接复制，这不会花费更长的时间或更多的存储空间。"纯量型别"有这些：

• 所有整数类型，例如 i32 、 u32 、 i64 等
• 布尔类型 bool，值为true或false
• 所有浮点类型，f32和f64
• 字符类型 char
• 仅包含以上类型数据的元组(Tuples)

现在来看一下非纯量型别的移动

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1;

String物件的值"hello"为不固定长度长度型别所以被分配到堆(heap)

当s1赋值给s2，String的资料会被拷贝，不过我们拷贝是指标、长度和容量。我们不会拷贝指标指向的资料

前面説当变数超出作用域时，Rust自动调用释放资源函数并清理该变数的记忆体。但是s1和s2都被释放的话堆(heap)区中的"hello"被释放两次，这是不被系统允许的。为了确保安全，在给s2赋值时 s1已经无效了

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1; 
println!("{}, world!", s1); // 会发生错误 s1已经失效了

克隆(clone)

正常情况下Rust在较大资料上都会以浅拷贝的方式，当然也有提供深拷贝的method

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1.clone();
println!("{} {}", s1, s2);

输出
hello hello