rust学习——引用与借用（references-and-borrowing）
引用与借用（references-and-borrowing）
先看一个返回参数的所有权的代码
fn main() {
let s1 = String::from("hello");
let (s2, len) = calculate_length(s1);
println!("The length of '{}' is {}.", s2, len);
}
fn calculate_length(s: String) -> (String, usize) {
let length = s.len(); // len() 返回字符串的长度
(s, length)
}
以上示例中的元组代码有这样一个问题：我们必须将 String 返回给调用函数，以便在调用 calculate_length 后仍能使用 String，因为 String 被移动到了 calculate_length 内。
下面是如何定义并使用一个（新的）calculate_length 函数，它以一个对象的引用作为参数而不是获取值的所有权：
文件名: src/main.rs
fn main() {
let s1 = String::from("hello");
let len = calculate_length(&s1);
println!("The length of '{}' is {}.", s1, len);
}
fn calculate_length(s: &String) -> usize {
s.len()
}
首先，注意变量声明和函数返回值中的所有元组代码都消失了。其次，注意我们传递 &s1 给 calculate_length，同时在函数定义中，我们获取 &String 而不是 String。
这些 & 符号就是 引用，它们允许你使用值但不获取其所有权。下图展示了一张示意图。
可变引用
添加mut修正左边代码的错误。
变量在默认情况下是不可变的一样，引用也是不可变的。我们无法通过引用修改内容。所以，有了可变引用。
可变引用限制
在同一时间，只能有一个对某一特定数据的可变引用。尝试创建两个可变引用的代码将会失败
fn main() {
let mut s = String::from("hello");
let r1 = &mut s;
let r2 = &mut s;
println!("{}, {}", r1, r2);
}
这段代码是无效的，因为我们不能在同一时间多次将 s 作为可变变量借用。第一个可变的借入在 r1 中，并且必须持续到在 println! 中使用它，但是在那个可变引用的创建和它的使用之间，我们又尝试在 r2 中创建另一个可变引用，它借用了与 r1 相同的数据。
防止同一时间对同一数据进行多个可变引用的限制允许可变性，不过是以一种受限制的方式允许。新 Rustacean 们经常难以适应这一点，因为大部分语言中变量任何时候都是可变的。
这个限制的好处是 Rust 可以在编译时就避免数据竞争。数据竞争（data race）类似于竞态条件，它由这三个行为造成：
- 两个或更多指针同时访问同一数据。
- 至少有一个指针被用来写入数据。
- 没有同步数据访问的机制。
译注：以上三个行为同时发生才会造成数据竞争，而不是单一行为。
数据竞争会导致未定义行为，难以在运行时追踪，并且难以诊断和修复；Rust 避免了这种情况的发生，因为它甚至不会编译存在数据竞争的代码！
引用与作用域
可以使用大括号来创建一个新的作用域，以允许拥有多个可变引用，只是不能 同时 拥有
fn main() {
let mut s = String::from("hello");
let r1 = &s;
let r2 = &s;
// println!("{}, {}", r1, r2); //---可行
// 此位置之后 r1 和 r2 不再使用
let r3 = &mut s;
// println!("{}, {}", r1, r2); //---不可行
println!("{}", r3);
// println!("{}, {}", r1, r2); //---不可行
}
不可变引用 r1 和 r2 的作用域在 println! 最后一次使用之后结束，这也是创建可变引用 r3 的地方。它们的作用域没有重叠，所以代码是可以编译的。编译器在作用域结束之前判断不再使用的引用的能力被称为非词法作用域生命周期（Non-Lexical Lifetimes，简称 NLL）。你可以在 “Rust 2018 版说明” 中阅读更多关于它的信息。
尽管这些错误有时使人沮丧，但请牢记这是 Rust 编译器在提前指出一个潜在的 bug（在编译时而不是在运行时）并精准显示问题所在。这样你就不必去跟踪为何数据并不是你想象中的那样。
悬垂引用（Dangling References）
错误的代码
fn main() {
let reference_to_nothing = dangle();
}
fn dangle() -> &String { // dangle 返回一个字符串的引用
let s = String::from("hello"); // s 是一个新字符串
&s // 返回字符串 s 的引用
} // 这里 s 离开作用域并被丢弃。其内存被释放。
// 危险！
应修改为
fn main() {
let string = no_dangle();
}
fn no_dangle() -> String {
let s = String::from("hello");
s
}
引用的规则总结
让我们概括一下之前对引用的讨论：
- 在任意给定时间，要么 只能有一个可变引用，要么 只能有多个不可变引用。
- 引用必须总是有效的。