掌握 Rust 的所有权与移动

简介

在本实验中，将解释在 Rust 中，变量拥有资源的所有权，并且只能有一个所有者，这可防止资源被多次释放。当通过值来赋值变量或传递函数参数时，资源的所有权会被转移，这称为移动。移动之后，先前的所有者不能再使用，以避免创建悬空指针。代码示例通过展示栈分配和堆分配变量的所有权如何转移，以及在变量所有权被移动后访问该变量如何导致错误，来演示这些概念。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 来编译和运行它。

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL rust(("Rust")) -.-> rust/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) rust(("Rust")) -.-> rust/DataTypesGroup(["Data Types"]) rust(("Rust")) -.-> rust/FunctionsandClosuresGroup(["Functions and Closures"]) rust(("Rust")) -.-> rust/MemorySafetyandManagementGroup(["Memory Safety and Management"]) rust(("Rust")) -.-> rust/DataStructuresandEnumsGroup(["Data Structures and Enums"]) rust(("Rust")) -.-> rust/AdvancedTopicsGroup(["Advanced Topics"]) rust/BasicConceptsGroup -.-> rust/variable_declarations("Variable Declarations") rust/DataTypesGroup -.-> rust/integer_types("Integer Types") rust/DataTypesGroup -.-> rust/type_casting("Type Conversion and Casting") rust/FunctionsandClosuresGroup -.-> rust/function_syntax("Function Syntax") rust/FunctionsandClosuresGroup -.-> rust/expressions_statements("Expressions and Statements") rust/MemorySafetyandManagementGroup -.-> rust/lifetime_specifiers("Lifetime Specifiers") rust/DataStructuresandEnumsGroup -.-> rust/method_syntax("Method Syntax") rust/AdvancedTopicsGroup -.-> rust/operator_overloading("Traits for Operator Overloading") subgraph Lab Skills rust/variable_declarations -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/integer_types -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/type_casting -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/function_syntax -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/expressions_statements -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/lifetime_specifiers -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/method_syntax -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} rust/operator_overloading -.-> lab-99195{{"所有权与移动"}} end

所有权与移动

由于变量负责释放其自身的资源，资源只能有一个所有者。这也可防止资源被释放多次。请注意，并非所有变量都拥有资源（例如，[引用]）。

在进行赋值（let x = y）或按值传递函数参数（foo(x)）时，资源的所有权会被转移。在 Rust 中，这被称为移动。

在移动资源之后，先前的所有者不能再被使用。这可避免创建悬空指针。

// 此函数获取堆分配内存的所有权
fn destroy_box(c: Box<i32>) {
    println!("Destroying a box that contains {}", c);

    // `c` 被销毁且内存被释放
}

fn main() {
    // 栈分配的整数
    let x = 5u32;

    // 将 `x` **复制** 到 `y` - 没有资源被移动
    let y = x;

    // 两个值都可以独立使用
    println!("x is {}, and y is {}", x, y);

    // `a` 是指向堆分配整数的指针
    let a = Box::new(5i32);

    println!("a contains: {}", a);

    // 将 `a` **移动** 到 `b`
    let b = a;
    // `a` 的指针地址被复制（而非数据）到 `b` 中。
    // 两者现在都是指向同一堆分配数据的指针，但
    // `b` 现在拥有它。

    // 错误！`a` 不能再访问数据，因为它不再拥有
    // 堆内存
    //println!("a contains: {}", a);
    // TODO ^ 尝试取消注释此行

    // 此函数从 `b` 获取堆分配内存的所有权
    destroy_box(b);

    // 由于此时堆内存已被释放，此操作将
    // 导致解引用已释放的内存，但这被编译器禁止
    // 错误！与上一个错误原因相同
    //println!("b contains: {}", b);
    // TODO ^ 尝试取消注释此行
}

总结

恭喜你！你已完成“所有权与移动”实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验以提升你的技能。