前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >Rust所有权,可转可借

Rust所有权,可转可借

作者头像
袁承兴
发布2020-07-15 19:48:43
1.2K0
发布2020-07-15 19:48:43
举报

我们看到了Rust的不凡身手:只要跳出具有所有权的变量作用域,那么该变量所拥有的堆上内存,就会进行确定性的释放。

代码语言:javascript
复制
{
 let  v: Vec<u8>  =  vec![0;100];
} // v作为数组的所有者,在离开作用域时,销毁了所持有的内存。

这时候,问题来了,如若不能跨越作用域,那么充其量也就是另一种局部变量而已。堆变量的生命周期如何才能跨越作用域呢?

答案是:通过所有权的转移和借用

所有权的转移

赋值即转移(move)

实现Rust所有权的转移,非常简单,赋值即转移

代码语言:javascript
复制
{
  let v: Vec<u8> = vec![0;100];
  let u = v; // 数组所有权由v转移给u
  u //函数结尾没有分号,即代表return
} // u作为数组的所有者(如果未发生转移),在离开作用域时,销毁了所持有的数组内存。

let w = get_vector() // 函数返回变量,再次把数组的所有权转移给w</pre>

上面的示例代码,发生了两次堆上数组所有权的转移:

  1. u8类型的数组在函数内部从堆上申请;
  2. 一开始数组的所有权属于变量v;
  3. 当v赋值给u时,数组的所有权转移到了u;
  4. 当函数返回时,通过赋值给w,数组的所有权发生了第二次转移;

最终通过函数返回值赋值操作,将堆所有权转移到了原作用域之外的变量。

避免野指针

此时,我们问个问题,在函数内部,当v赋值给u,转移数组所有权后,v此时的状态是什么?

回答之前,先复习下Rust所有权的基本特性:

  • Rust中的每个值都有一个对应的变量作为它的所有者;
  • 在同一时间内,只有且仅有一个所有者;
  • 当所有者离开自己的作用域时,它持有的值就会被释放掉。
代码语言:javascript
复制
{
  let v: Vec<u8> = vec![0;100];
  let u = v; // 数组所有权由v转移给u
  println!("{}", v[0]);
}

上述代码,数组所有权由v转移给u后,再去使用v,编译都无法通过,编译器会提示:

error[E0382]: borrow of moved value: v

可见此时的v,已经被废弃了,所以当v离开作用域时,也不会清理任何堆数据。

Rust所有权的唯一性,在编译期就避免了C++的野指针和二次释放。

赋值转移的本质

Rust赋值的本质,包含两件事:

  • 浅拷贝,变量数据指向堆的数据,并未发生变化;
  • 废弃源变量,这是Rust独有的;

所有权借用

借用的使用场景

通过所有权转移,函数传参也可以把所有权传递至函数内部。但是通过转移,源变量就被废弃了,如果在函数调用后还想继续使用源变量,则可以使用借用的方式:

代码语言:javascript
复制
{
  let s1 = String::from("hello");
  let len = calculate_length(&s1); // 借用,而不是转移
  println!("The length of '{}' is {}", s1, len);
}

fn calculate_length(s: &String)->usize{
  s.len()
}// s1离开作用域,堆数据释放

所有权的借用,是通过引用实现的。

顾名思义,通过借用得到的对堆数据的引用,是没有所有权的。借用者离开自己的作用域,当然也不会发生对堆数据的释放。

借用与归还

借用分为两种:

  • 不可变借用,借来,但不能改,通过引用实现;
  • 可变借用,借来,可以改,通过可变引用来实现;
代码语言:javascript
复制
{
 let mut x = String::from("Hello");
 x.push_str(", world");
 let r1 = &x; // 不可变借用
 let r2 = &mut x; // 可变借用
 let r3 = &mut x; // 可变借用
 r3.push_str("!"); // 修改
 println!("r3: {}", r3);
}

在2020年6月的第一版第一次印刷的中文版《Rust权威指南》,第4章,认识所有权,97页提到:

可变引用在使用上有一个很大的限制:对于特定作用域中的特定数据来说,一次只能声明一个可变引用。

但是在我的环境里,rustc 1.44.0 (49cae5576 2020-06-01),这个限制明显放开了一些,上面的代码在我的环境里是可以成功编译和运行的。

除了借用这个概念,我还归纳了一个概念来解释——归还

  • 借用后,在当前作用域中,最后一次使用,即等于归还;
  • 即便在同一个作用域内,借用后只要归还,就能再次借用;
  • 借用期间,源变量不能修改;
  • 可变借用期间,源变量不可用;

这个借用和归还,就像真实世界里图书馆里的一本书。

Rust之所以要做这些约束,主要是为了解决数据竞争(data race),避免了:两个或两个以上的指针同时访问同一空间时,其中至少有一个指针会向空间中写入数据,且没有同步数据访问的机制。

本文参与?腾讯云自媒体分享计划,分享自作者个人站点/博客。
如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客?前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与?腾讯云自媒体分享计划? ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 所有权的转移
    • 赋值即转移(move)
      • 避免野指针
        • 赋值转移的本质
        • 所有权借用
          • 借用的使用场景
            • 借用与归还
            领券
            问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档
            http://www.vxiaotou.com