1、引用與借用

在之前我們將String 類型的值返回給調(diào)用函數(shù)，這樣會導(dǎo)致這個String會被移動到函數(shù)中，這樣在原來的作用域不可訪問了，但是我們功能一個String值得引用，這樣就不會導(dǎo)致這個String類型的值被移動，而傳遞的只是一個引用。引用更像一個指針，因為是一個地址，我們就可以基于這個地址找到改地址上存儲的數(shù)據(jù)。 與指針不同，引用確保指向某個特定類型的有效值。

下面是一個引用傳遞的示例：

fn main() {
    let str = String::from("hello world!");
    let len = _length(&str);
    println!("str is value: {}", str);
    println!("str length is: {}", len)
} 
fn _length(s: &String) ->usize {
    s.len()
}

 運(yùn)行結(jié)果所示所示：

根據(jù)以上代碼可以看出_length方法中傳遞的參數(shù)為&str，所以這里傳遞的是str值的引用，用&符號代表引用

以下是一張對應(yīng)的示意圖：

根據(jù)上圖也能看出s是s1的引用，引用的是s1在堆中對應(yīng)類型的值。

注意：與使用 & 引用相反的操作是 解引用（dereferencing），它使用解引用運(yùn)算符，*。

變量 s 有效的作用域與函數(shù)參數(shù)的作用域一樣，不過當(dāng) s 停止使用時并不丟棄引用指向的數(shù)據(jù)，因為 s 并沒有所有權(quán)。當(dāng)函數(shù)使用引用而不是實(shí)際值作為參數(shù)，無需返回值來交還所有權(quán)，因為就不曾擁有所有權(quán)。

我們將創(chuàng)建一個引用的行為稱為 借用（borrowing），因為我們并沒有擁有它的所有權(quán)，只是暫時借用以下。

我們可以嘗試修改一下引用，把引用值改了，看下是否可以，這就類似于我借了別人的東西，然后把東西換了個樣子，看看是不是可以呢？

fn main() {
    let str = String::from("hello world!");
    let len = _length(&str);
    println!("str is value: {}", str);
} 
fn _length(s: &String) {
    s.push_str("我把你給改了..........");
}

運(yùn)行一下，看下結(jié)果：

根據(jù)提示可以s是一個引用，因此它引用的數(shù)據(jù)不能作為可變數(shù)據(jù)借用。

1.1 可變引用

允許我們修改一個借用的值，這就是 可變引用，把上面的示例改一下，如下所示:

fn main() {
    let mut str = String::from("hello world!");
    _length(&mut str);
    println!("str is value: {}", str);
} 
fn _length(s: &mut String) {
    s.push_str("我把你給改了..........");
}

運(yùn)行代碼，再看一下結(jié)果：

 首先定義str必須時可變的，在方法中傳遞參數(shù)，也要指定引用為可變引用，因為引用指向的是被引用的地址，所以就會改變原有的值。

注意：可變引用有一個很大的限制：如果你有一個對該變量的可變引用，你就不能再創(chuàng)建對該變量的引用。

 看以下示例：

fn main() {
    let mut str = String::from("hello world!");
    let a = &mut str;
    let b = &mut str;
    println!("a {}, b{}", a, b)
} 

 根據(jù)錯誤提示，可以知道同一時間不能多次借用str作為可變變量。Rust這樣限制是因為可以在編譯時就避免數(shù)據(jù)競爭。數(shù)據(jù)競爭（data race）類似于競態(tài)條件，它可由這三個行為造成：

• 兩個或更多指針同時訪問同一數(shù)據(jù)。
• 至少有一個指針被用來寫入數(shù)據(jù)。
• 沒有同步數(shù)據(jù)訪問的機(jī)制。

再看下以下示例：

fn main() {
    let mut str = String::from("hello world!");
    let c = &mut str;
    let b = &str;
    println!("b{} {}", b, c)
} 

 也會報錯，借用和可變借用不能同時被使用。

 再看下一個示例：

fn main() {
    let mut str = String::from("hello world!");
    let c = &mut str;
   
    println!("{}", c);
    let b = &str;
    println!("{}", b)
} 

 可以看到這次是可以打印處結(jié)果的，在第一次打印的時候，變量的作用域也就結(jié)束了，因而在下次進(jìn)行賦值時可以的。

1.2 懸垂引用

在具有指針的語言中，很容易通過釋放內(nèi)存時保留指向它的指針而錯誤地生成一個 懸垂指針（dangling pointer），所謂懸垂指針是其指向的內(nèi)存可能已經(jīng)被分配給其它持有者。相比之下，在 Rust 中編譯器確保引用永遠(yuǎn)也不會變成懸垂?fàn)顟B(tài)：當(dāng)你擁有一些數(shù)據(jù)的引用，編譯器確保數(shù)據(jù)不會在其引用之前離開作用域。

下面時一個懸垂應(yīng)用的示例：

fn main() {
    dp();
} 
fn dp() -> &String {    // 返回字符串的引用
    let str = String::from("hello world!");   // 創(chuàng)建一個字符串
    &str      // 返回字符串的引用
}  // str 的作用域結(jié)束
// 方法返回的時字符串的引用，而字符串離開作用與，被釋放，然在此返回該字符串的引用，
// 就會導(dǎo)致返回的結(jié)果不是預(yù)期的結(jié)果，在Rust中是不讓這樣操作的。

 直接運(yùn)行，會報如下錯誤：

根據(jù)報錯可知，此函數(shù)的返回類型包含借用值，但沒有可供借用的值，在返回類型引用處，提示： 錯誤的聲明周期修飾符。

我們改以下返回字符串本身，看一下結(jié)果怎么樣？

fn main() {
    println!("value is {}", dp())
} 
fn dp() -> String {    
    let str = String::from("hello world!");   
    return str
}  

運(yùn)行一下看看：

發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的值給打印出來，所有權(quán)交出去了，所以，可打印出對應(yīng)的值。

1.3 引用的規(guī)則

根據(jù)之前的結(jié)果，我們可以總結(jié)出以下兩點(diǎn)：

• 在任意給定時間，要么 只能有一個可變引用，要么 只能有多個不可變引用。
• 引用必須總是有效的。

2、slice 類型

 slice 允許你引用集合中一段連續(xù)的元素序列，而不用引用整個集合。slice 是一類引用，所以它沒有所有權(quán)。

以下有個slice示例：

fn main() {
        let s = String::from("hello world");
        let hello = &s[0..5];
        let world = &s[6..11];
        println!("{}---{}", hello, world)  
} 

運(yùn)行以下，看下結(jié)果如何： 

根據(jù)以上結(jié)果，可以知道hello變量從字符串（hello world）中進(jìn)行截取的，開始的位置為0，長度為5，所以打印的結(jié)果為hello，而world變量是從開始索引6開始，11結(jié)束，11-5=6，那么它的長度也是5，所以打印的結(jié)果為world.

Slice 的主要結(jié)果包括2部分：

• 第一部分，是指針，指向數(shù)據(jù)開始的位置
• 第二部分，是長度，就是元素結(jié)束減去開始位置的值

以下是一個示意圖，能夠更加清楚知道slice與字符串的關(guān)系：

其他寫法，例如取前5個字符：

fn main() {
        let s = String::from("hello world");
        let hello = &s[0..5];
        let hello1 = &s[..5];  // hello 和 hello1 是等價的
        println!("{}---{}", hello, hello1)  
} 

例如取最后5個字符：

fn main() {
        let s = String::from("hello world");
        let world = &s[6..];
        let world1 = &s[6..];
        println!("{}---{}", world, world1)  
} 

取整個長度的切片：

fn main() {
        let s = String::from("hello world");
        let world = &s[..];
        let world1 = &s[..];
        println!("{}---{}", world, world1)  
} 

注意：字符串 slice range 的索引必須位于有效的字符邊界內(nèi)，如果嘗試從超過邊界訪問超出索引范圍將導(dǎo)致panic錯誤。

 2.1 字符串字面量其實(shí)就是一個slice

一個示例如下所示：

這里 s1 的類型是 &str：world 的類型也是&str，所以s1它是一個指向二進(jìn)制程序特定位置的 slice。這也就是為什么字符串字面值是不可變的；&str 是一個不可變引用。

2.2 總結(jié)

所有權(quán)、借用和 slice 這些概念讓 Rust 程序在編譯時確保內(nèi)存安全。Rust 語言提供了跟其他系統(tǒng)編程語言相同的方式來控制你使用的內(nèi)存，但擁有數(shù)據(jù)所有者在離開作用域后自動清除其數(shù)據(jù)的功能意味著你無須額外編寫和調(diào)試相關(guān)的控制代碼。

到此這篇關(guān)于Rust中引用與借用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust引用與借用內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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