關於rust中變數的所有權

一般的程式語言的變數都有其所屬的作用域(scope，能引用到這個變數的範圍)，而在rust中也有，但rust變數可以選擇將變數**借出(borrow)給其他的scope，也可以將變數的所有權整個轉移(move)**出去。而轉移出去的變數別人不還的話是拿不回來的，但借出去的變數可以，因為是暫時給別人使用。

rust-lang playground

所有權規則:

• Rust 中每個數值都會有一個變數作為它的owner。
• 同時間只能有一個owner。
• 當owner離開作用域(scope)時，數值就會被丟棄

我們透過String Type來觀察儲存在Heap上的資料，並研究 Rust 是如何知道要清理資料的

為何String可變的，但char卻不行？

兩者最主要的差別在於它們對待記憶體的方式。
( 1 )char在編譯時可以知道它的內容，所以能寫死在最終執行檔。
( 2 )String為了支援可變性，所以需要再Heap上分配一塊編譯時未知大小的記憶體空間來儲存內容。也是就是:

• 記憶體分配器必須在執行時請求記憶體
• 我們不再需要這個 String 時，我們需要以某種方法將此記憶體還給分配器。

fn main() {
		// ::讓我們可以將from函式置於String型別的namespace下
    let mut s = String::from("hello"); // s在此開始視為有效

		// 使用 s
    s.push_str(", world!"); // push_str() 將char加到string後面

    println!("{}", s); // print `hello, world!`
} // 此作用域結束 s 不再有效

當s離開scope時，我們就可以很自然地將String所需要的記憶體釋放回分配器。

當變數離開作用域時，Rust 會幫我們呼叫一個特殊函式drop，來釋放記憶體。(Rust 會在大括號結束時自動呼叫 drop)

1.變數與資料互動的方式：Move

// 把5賦值給x，然後copy一份x的值給y，並且由於是固定大小的值，所以這x和y的值兩個都會推入heap中
let x = 5;
let y = x;

// 由於string並非固定大小，會透過記憶體分配器來管理記憶體大小。
//
// x透過指標指向"分配的記憶體空間(heap裡)"，並記錄長度和容量
// 所以當x賦值給x2時，我們是將x2的指標指向"相同的記憶體空間位置"
// 而不是拷貝整組資料(x2不會自己再請求分配空間，而是參考x)
let x = String::from("hello");
let x2 = x;

let x = String::from("Hello");
let x2 = x;

println!("{}, world!", x);

我們能看到出現錯誤
rust-lang playground

也就是我們把變數給送了出去，離開了我們的scope，所以我們接著無法使用。

為何無法使用?rust防止並避免你進行"無效的引用"操作

當我們的變數離開scope時，Rust會自動呼叫drop來清理該變數在heap上的資料。

而我們知道x和x2是參考同一組data，如果沒有藉由Move機制，會有一個問題，就是x和x2兩個人離開scope:

x變數裡的資料被釋放；x2變數裡的資料被釋放。

兩個人都嘗試釋放相同的記憶體位置(資料區塊)，會出現雙重釋放(Double free)的問題，很容易造成重複清除記憶體，導致資料損壞。

所以，我們透過move操作，讓x被移動到x2，來解決問題，來讓只有x2離開scope時，會釋放記憶體。

2.變數與資料互動的方式：克隆（Clone）

那如果我們想拷貝整份資料，而不是參考別人的資料的話，那怎麼辦?我們可以透過Clone來達成。Rust有個特別功能叫做Copy trait，能用在標記像是整數這樣存在heap上的型別。

當一個data type有Copy特徵，那麼"在一個變數賦值給其他變數後仍然會是有效的"。

因為他不是轉移所有權，而是透過讓另一個變數自己去申請空間(不跟他人共用，也就是參考)並將變數整個資料拷貝下來給自己使用。

詳細的Copy trait可以去閱讀docs來更加的了解。這邊只簡單介紹

...續

今天簡單介紹Rust中將變數所有權轉移(Move)出去，明天會接續介紹Borrow