引用與借用 (References and Borrowing)
我們可以在函式的參數加上 &，允許函式使用變數的值但卻不給其所有權，& 這個符號就代表這裡使用引用 (references)。
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()
}
我們將獲取引用做為函式的參數稱為借用 (borrowing)。
借用來的變數如同現實生活中跟人借用物品一般，借完就要還回去，因此借用來的變數在離開函式作用域之後並不會失效。
但借用來的變數默認是不能更動的，與變數預設為 immutable 相同。
fn main() {
let s = String::from("hello");
change(&s);
}
fn change(some_string: &String) {
some_string.push_str(", world"); // error: use `&mut String` here to make mutable
}
我們可以透過在變數宣告時加上 mut，與在參數前面加上 &mut 讓引用可以更動。
fn main() {
let mut s = String::from("hello");
change(&mut s);
}
fn change(some_string: &mut String) {
some_string.push_str(", world");
}
但這種可變引用有一個很大的限制，只要在作用域內使用過一次，就不能再次使用。
let mut s = String::from("hello");
let r1 = &mut s;
let r2 = &mut s;
println!("{}, {}", r1, r2); // cannot borrow `s` as mutable more than once at a time
這個限制的好處在於避免編譯時發生資料競爭 (data race)，這可能由三個行為造成：
- 兩個或更多指針同時訪問同一資料。
- 至少有一個指針被用來寫入資料。
- 沒有同步資料訪問的機制。
我們可以建立一個新的作用域，來允許擁有多個可變引用。
let mut s = String::from("hello");
{
let r1 = &mut s;
} // r1 在這裡離開了作用域，所以我們可以完全建立一個新的引用
let r2 = &mut s;
類似的規則也存在於可變與不可變引用。
let mut s = String::from("hello");
let r1 = &s; // no problem
let r2 = &s; // no problem
let r3 = &mut s; // BIG PROBLEM
println!("{}, {}, and {}", r1, r2, r3);
多個不可變引用是允許的。
懸垂引用 (Dangling References)
在具有指針的語言中，如果釋放記憶體卻保留指向它的指針，就會產生一個懸垂指針 (dangling pointer)。
Rust 在編譯時就會檢查是否有懸垂引用的情況發生。
fn dangle() -> &String { // dangle 返回一個字符串的引用
let s = String::from("hello"); // s 是一個新字符串
&s // 返回字符串 s 的引用
} // 這裡 s 離開作用域並被丟棄。其記憶體被釋放。
引用的規則
概括對於引用的討論。
- 再任意給定的時間內，你只能擁有一個可變引用或是多個不可變引用。
- 引用必須永遠都是有效的。
查看變數記憶體位址
可以使用 {:p} 來查看變數的記憶體位址。
fn main() {
let test_1: &str = "hello";
let test_2 = test_1;
println!("{} {}", test_1, test_2); // hello hello
println!("{:p}", test_1); // 0x7f8b1a5a0a20
println!("{:p}", test_2); // 0x7f8b1a5a0a20
}