Rust 编程视频教程对应讲解内容－所有权
向修谨
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讲解内容
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所有权是rust语言中最与众不同的特性，它让rust无需垃圾回收就可以保证内存安全。
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计算机语言对内存的管理有三种方式：
- 程序员自己分配和回收，例如：c/c++。
- 语言自带GC，例如go语言。
- rust语言为第三种方式，通过所有权系统管理内存，编译器在编译时根据规则对内存使用进行检查。
３. 栈和堆
- 栈的操作是先进先出，存储于栈上的数据编译时都占用已知固定的大小。分配方式：直接分配
- 编译时大小未知或者是变化的数据在堆上进行存储。 表示方式：用指针和大小表示
４. 变量作用域
一对花括号表示的范围，就是作用域，如下：
{
let i = 1; --------------------------------|
... |
let j = 2; -------| |---i的作用域
... |------j的作用域 |
...----------------|--------------------------|
}
说明：
- 变量进入它的作用域有效
- 离开作用域后无效
- 对于String类型，如：
let s = String::from("hello");
s.push_str(", world");
对于s，其所需要内存大小是变化的，因此需要在堆上进行分配。
对于在堆上分配的内存，编程语言一般有几种回收方式：
- 有GC的语言自动回收，如go、java
- 程序员手动回收，如c/c++
- rust语言采用：当变量离开它的作用域后，就自动释放。
因此，在c语言中：
{
let s = String::from("hello");
...
} //自动释放s，s不再有效
这是一个将 String 需要的内存返回给操作系统的很自然的位置：当 s 离开作用域的时候。当变量离开作用域，Rust 为我们调用一个特殊的函数。这个函数叫做 drop，在这里 String 的作者可以放置释放内存的代码。Rust 在结尾的 } 处自动调用 drop。
- 移动
例子1：
let x = 5; //将5绑定到x
let y = x; //生成一个x的拷贝绑定到y
由于都是确定的类型，所以在存放在栈中。
例子2:
let s1 = String::from("hello"); //s1在堆上
let s2 = s1; //移动s1到s2，此后不能再使用s1
println!("{}, world!", s1); //此处要报错，s1不能再使用
原因：
- 两者的存放方式，画图 是浅拷贝
- 如果s1继续有效，那么释放的时候（调用drop）会释放两次，会发生错误，因此这里s1不能再使用
说明：rust语言默认是浅拷贝，同时将被拷贝的变量就会变得无效。
- 克隆
如果要复制堆上的内容，则使用clone，例子：
let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1.clone();
println!("s1 = {}, s2 = {}", s1, s2);
- 在栈上的数据拷贝
例如：
let x = 5;
let y = x;
println!("x = {}, y = {}", x, y); //ok，x，y都在栈上
Rust 有一个叫做 Copy trait 的特殊注解，可以用在类似整型这样的存储在栈上的类型上。如果一个类型拥有 Copy trait，一个旧的变量在将其赋值给其他变量后仍然可用。Rust 不允许自身或其任何部分实现了 Drop trait 的类型使用 Copy trait。
常用的具有Copy trait的有：
- 所有整数类型，比如 u32。
- 布尔类型，bool，它的值是 true 和 false。
- 所有浮点数类型，比如 f64。
- 字符类型，char。
- 元组，当且仅当其包含的类型也都是 Copy 的时候。比如，(i32, i32) 是 Copy 的，但 (i32, String) 就不是。
- 函数与作用域
例子1：
fn main() {
let s = String::from("hello"); // s 进入作用域
takes_ownership(s); // s 的值移动到函数里 ...
// ... 所以到这里不再有效
let x = 5; // x 进入作用域
makes_copy(x); // x 应该移动函数里，
// 但 i32 是 Copy 的，所以在后面可继续使用 x
} // 这里, x 先移出了作用域，然后是 s。但因为 s 的值已被移走，所以不会有特殊操作
fn takes_ownership(some_string: String) { // some_string 进入作用域
println!("{}", some_string);
} // 这里，some_string 移出作用域并调用 `drop` 方法。占用的内存被释放
fn makes_copy(some_integer: i32) { // some_integer 进入作用域
println!("{}", some_integer);
} // 这里，some_integer 移出作用域。不会有特殊操作
例子2：
fn main() {
let s1 = gives_ownership(); // gives_ownership 将返回值,移给 s1
let s2 = String::from("hello"); // s2 进入作用域
let s3 = takes_and_gives_back(s2); // s2 被移动到takes_and_gives_back 中, 它也将返回值移给 s3
} // 这里, s3 移出作用域并被丢弃。s2 也移出作用域，但已被移走，所以什么也不会发生。s1 移出作用域并被丢弃
fn gives_ownership() -> String { // gives_ownership 将返回值移动给调用它的函数
let some_string = String::from("hello"); // some_string 进入作用域.
some_string // 返回 some_string 并移出给调用的函数
}
// takes_and_gives_back 将传入字符串并返回该值
fn takes_and_gives_back(a_string: String) -> String { // a_string 进入作用域
a_string // 返回 a_string 并移出给调用的函数
}
总结： 将值赋给另一个变量时移动它。当持有堆中数据值的变量离开作用域时，其值将通过 drop 被清理掉，除非数据被移动为另一个变量所有。
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