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Rust 所有權系統
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所有權的機制 (Ownership)
- 所有的 Value 與 記憶體位置 只會有一個 變數 管理他們，意思是不會有兩個變數同時紀錄同一個記憶體位置
- 所有的 Value 與 記憶體位置 都必須要有個一個 變數 管理他們，所以當變數因為生命周期結束時，代表Value會被銷毀、記憶體位置會被釋放
所有權轉移 (Move)
#[derive(Debug)]
struct Person {
age: i32
}
fn main () {
let x = Person { age: 16 };
let y = x;
// borrow of moved value: `x`
// 所有權被轉移了，所以你不能再使用 x
println!("{:?}", x);
println!("{:?}", y);
}
按位複製 (Copy)
-
記憶體位置是不能被 Copy 的
-
struct 在沒有實現 Copy 前，是不會進行 Copy，而會進行 Move
-
但 array、tuple、Option 本身就有實現 Copy，所以在所有的值都可以實現 Copy 的情況，會進行 Copy，如果有一個值不能實現 Copy 則會進行 Move
-
實現 Copy、Clone trait (因為 Copy 繼承 Clone，所以必須同時實現 Copy 與 Clone trait) (關於 trait 會在之後的章節提到)
#[derive(Debug)]
struct Person {
age: i32
}
// Clone trait 用來實現 deep clone
// 任何類型都可以實作 Clone
impl Clone for Person {
fn clone (&self) -> Person {
Person { age: self.age }
}
}
// Copy trait 像是一個標籤
// 他裏面沒有任何可以實現的 function
// 但實作 Copy 的 struct 可以進行 Copy
// 不過可以實作 Copy 的 struct，成員必須不包含指標類型
impl Copy for Person {}
fn main () {
let x = Person { age: 16 };
let y = x;
println!("{:p}", &x);
println!("{:?}", x);
println!("{:p}", &y);
println!("{:?}", y);
}
- 快速實現 Copy 與 Clone
#[derive(Debug, Copy, Clone)]
struct Person {
age: i32
}
fn main () {
let x = Person { age: 16 };
let y = x;
println!("{:p}", &x);
println!("{:?}", x);
println!("{:p}", &y);
println!("{:?}", y);
}
所有權借用 (Borrow)
介紹
- 借用分成不可變借用(&)跟可變借用(&mut)
- 用 & 來借用
#[derive(Debug)]
struct Person {
age: i32
}
fn birthday (y: &mut Person) {
y.age = y.age + 1;
}
fn main () {
let mut x = Person { age: 16 };
birthday(&mut x);
println!("{:?}", x);
}
- 沒有借用的情況，所有權會被轉移
#[derive(Debug)]
struct Person {
age: i32
}
fn birthday (mut y: Person) {
y.age = y.age + 1;
}
fn main () {
let x = Person { age: 16 };
birthday(x);
println!("{:?}", x);
}
output
|
9 | let x = Person { age: 16 };
| - move occurs because `x` has type `Person`, which does not implement the `Copy` trait
10 | birthday(x);
| - value moved here
11 | println!("{:?}", x);
| ^ value borrowed here after move
借用的規則 (Rust 核心原則之一：共享不可變，可變不共享)
- 在不可變借用期間 (共享)，擁有者不能修改 Value，也不能進行可變借用 (不可變)，但可以再進行不可變借用
#[derive(Debug)]
struct Person {
age: i32
}
#[allow(dead_code)]
fn birthday (y: &mut Person) {
y.age = y.age + 1;
}
#[allow(unused_mut)]
fn main () {
let mut x = Person { age: 16 };
let y = &x; // 不可變借用，擁有者是 x，借用者是 y
println!("{:p}", &x); // x 可以再進行不可變借用
// cannot borrow `x` as mutable because it is also borrowed as immutable
// 但不可以再進行可變借用
birthday(&mut x);
println!("{:?}", y); // 借用者 y 可以使用 x，印出值
}
- 在可變借用期間 (可變)，擁有者不能存取 Value，也不能進行不可變借用 (不共享)
#[derive(Debug)]
struct Person {
age: i32
}
#[allow(dead_code)]
fn birthday (y: &mut Person) {
y.age = y.age + 1;
}
#[allow(unused_mut)]
fn main () {
let mut x = Person { age: 16 };
let y = &mut x; // 可變借用，擁有者是 x，借用者是 y
y.age = 1;
// cannot borrow `x` as immutable because it is also borrowed as mutable
// x 不可以再進行不可變借用
println!("{:p}", &x);
// cannot borrow `x` as mutable more than once at a time
// 當然也不可以再進行可變借用
birthday(&mut x);
// cannot use `x.age` because it was mutably borrowed
// 同時你也不可以存取 x
y.age = x.age + 1;
println!("{:?}", y); // 借用者 y 可以使用 x，印出值
}
- 借用者的生命周期不能夠長於擁有者
- 範例在生命周期的章節再寫
