rust &String 和 &str 区别

1 String / &String

String 类型的变量本质是一个存放在栈上的胖指针（当然调用过程中，不用显示地按指针那样处理），共有三个字段：

• 1 pointer: 指向实际字符串值的地址，值是存放在堆上可变字节缓冲区；
• 2 length: 值Vec< u8 >长度 / 元素个数；
• 3 capacity: 当前缓冲区容量，当值的长度溢出时，寻找新的合适区间，将值重新拷贝分配到新的内存；同时更新三个字段。

&String 则表示对 String 类型数据的一个引用，也可以理解成是对上面所说的胖纸针的一个引用，示意图如下：

2 str / &str

str表示不可变且长度未知的u8类型数据序列，这样的数据序列是可以存在于内存的多种地方的；由于其长度未知，强安全的RUST在编译时无法通过，所以str类型数据无法独立使用，通常都采取其引用的形式，也就是字符串切片&str，一个存放在栈上的胖指针（指针本身长度是确定的），其包含两个字段：

• 1 pointer: 指向实际字符串值的地址；
• 2 length: 数据[u8]长度 / 元素个数。
  示意图如下:
  

3 &String 和 &str的比较

3.1 引用/指针

引用的本质就是指针，使用上略有不同，但这里为了更好地描述，我就把这两者概念模糊地来讲了。

• 【栈】&String ->【栈】String -> 【堆】value

• 【栈】&str -> 【?】value (str)
  str可以在：
  1）静态存储区(static storage)：最常见的字面量 “foo” 类型便是 &'static str；字面量会以硬编码的方式写入程序的二进制文件中，当程序运行时，加载至ROM（Read Only Memory）;
  2）堆上缓冲区数据：

  // let s: &String = &String::from("rust"); // 隐式推断, 类型会作为&String处理
  let s: &str = &String::from("rust"); // 显示标注，这里&str可以理解成是对String的全长切片
  

  其中，from()里的字符串字面量"rust"也会以硬编码形式写入二进制文件中，程序运行时，加载至ROM；创建String变量时，会在ROM中找到对应字符串，然后拷贝至堆中，返回地址、长度、容量字段。
  

  3）栈上的数据：分配在栈上的< u8 >数组

  use std::str;
  fn main() {
  	let arr: [u8; 4] = [b'r', b'u', b's', b't']; // b 将char unicode转换为utf-8
      let stack_str: &str = str::from_utf8(&arr).unwrap(); 
  }
  

3.2 类型转换

常见的转化就不赘述了，可以参考这位博主的文章

《rust中String，＆str，Vec 和＆[u8]的惯用转换》https://zhuanlan.zhihu.com/p/372082802

&String和&str 其实都可以看成是对< u8 >序列数据的引用，只不过结合上面的分析可以看出：&String最终指向的数据只会存在于堆上，而&str指向的数据则不然。可以完美地用&str替换&String(表全长String的切片)，反过来就不行。
这也是字符串引用类型通常都是使用&str的原因。

    let s1:&str = &String::from("rust");
    let s2:&String = &String::from("rust");
    let s1:&str = "rust";
    // let s2:&String = "rust"; //类型匹配错误, mismatched types expected reference `&String` found reference `&'static str`