【笔记分享】`Cell`与`RefCell`的关联与差别

Cell与RefCell有什么关联与差别

它们之间的相同点

• 它们都是【共享+可修改】容器数据结构，而不是【智能指针】，因为其没有实现Deref trait或DerefMut trait。

• 它们都只能被使用在【单线程】环境下，因为其皆未实现Sync trait。

• 它们都允许内部值T以受控方式被“修改”，虽然其已经同时被多个【只读-引用】所指向。

  • 前者只能算是【替换】(内部值T）--- 【可修改】是就Cell自身而言的，Cell内部值变了（别管怎么变的），反正Cell的值就是不一样了。感觉它偷换概念，欺负我读书少

  • 后者才是【修改】--- 【可修改】是就内部值T所在内存地址上的内容而言的，内部值T的内存位置没有变，而是那个地址上的东西变了。这明显更高级

  • 对于Cell与RefCell，“修改”的含义不一样：

  • 它们提供的这个能力被统称为【内部可修改】。这是相较于普通rust类型的【继承可修改】而言。

• 它们仅只”打破“了传统的“【只读引用】不能与【可修改引用】共存”的限制。但是，在【同一时刻+同一作用域】内，【可修改引用】还至多只能有一个。否则，要么，编译错误；要么，运行时崩溃。

它们之间的不同点

上图的文字描述如下：

本质不同

• Cell“包含”的是【所有权】变量本身

• RefCell“包含”的是变量的【引用】。即便RefCell::new(...)构造函数的实参是【所有权】变量，这也不影响其内部重点使用该变量的【内存地址】。

衍生不同

• 检查时间点

  • 运行时，确保：对内部值【临时的+排他的+可修改的】访问

  • Cell编译时，代码静态扫描，借入检查

  • RefCell运行时，动态跟踪，借入检查

• 违背【借入规则】的后果

  • Cell违背【借入规则】的代码会导致【编译失败】

  • RefCell违背【借入规则】的代码会导致【运行时-程序崩溃panic】

• 计算成本

  • Cell编译时成本

  • RefCell运行时成本

• 读取【容器数据结构】内部值

  • 要么，将【内部值】复制出来。比如，

  • 要么，将【内部值】置换出来。比如，

  • 要么，“杀鸡取卵”将【容器数据结构】“消费consume”掉，再将【内部值】真取出来。比如，

  • Cell::get()

  • Cell::take()以类型默认值置换出来

  • Cell::replace()以指定的值置换出来

  • Cell::into_inner()

  • Cell

  • RefCell就三步：

1. 通过【运行时-借入检查器】的审查

2. RefCell::borrow()取出变量的内存地址

3. *RefCell::borrow()以【去引用-操作符】取出该地址位置上被保存的值。

修改【容器数据结构】内部值：

• Cell::replace()以【新】值置换出【旧】值

• Cell::set()放入【新】值而直接丢弃【旧】值

• Cell

• RefCell

1. 通过【运行时-借入检查器】的审查

2. RefCell::borrow_mut()取出变量的内存地址

3. *RefCell::borrow_mut()以【去引用-操作符】修改该地址位置上被保存的值。