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30 天快快樂樂學 Rust 系列 第 12

記憶體管理機制 - 所有權

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所有程式語言都有自己的一套管理記憶體的方式,有些語言使用垃圾回收機制(GC),有些則是讓開發者自行分配和釋放記憶體。而 Rust 則是選擇了另一條路,記憶體是由所有權系統管理,並且在編譯期會檢查是否有違反規則,如果有的話,程式就無法編譯。

所有權是 Rust 中非常獨特的概念,因為它讓 Rust 不用像其他語言一樣需要 GC,這樣的作法也讓 Rust 的效能更好。

所有權

所有權主要有三個規則:

  • 每個值都有變數作為一個擁有者。
  • 值只有一個擁有者,任何變數都不能共有擁有權。
  • 當擁有者超出作用域時,該值會立刻刪除。

我們直接來看範例:

let x = "Rust".to_string();
let y = x;
println!("{}", x);

首先,我們宣告了一個變數 x,並且將 "Rust" 轉成 String 類型,並且將它賦值給 x

接著,我們宣告了一個變數 y,並且將 x 賦值給 y

這時候,xy 都是 String 類型,並且都擁有了 "Rust"。

接著,我們將 x 印出來,這時候會發生錯誤,因為違反了規則之一,也就是值不能共用。

這裡實際上是 x 已經不再擁有 "Rust" 了,而是 y 擁有。

移動

在上面的例子中,當變數被賦值給另一個變數時,而原本的變數就不再擁有值了,這個動作稱之為移動(move)。

複製

但如果我們想要 xy 都分別有值的話,可以怎麼做呢?

那麼我們就可以複製一個值,而不是移動,所以我們可以使用 clone() 這個方法:

let x = "Rust".to_string();
let y = x.clone();
println!("{}", x, y);
// Rust Rust

既然一般型別的情況下可以使用 clone() 來處理,那麼如果是比較複雜的情況的話也可以嗎?例如函式的案例:

fn main() {
    let x = "Hello".to_string();
    say_something(x);
    println!("{}", x);
}

fn say_something(msg: String) {
    println!("{}", msg);
}

這時候,我們依然會發現程式無法編譯,由於我們是將 x 移動給了 say_something(),而 x 已經不再擁有值了,所以這時候就會發生錯誤。

雖然我們一樣可以使用 clone() 來複製一個值:

fn main() {
    let x = "Hello".to_string();
    say_something(x.clone());
    println!("{}", x);
}

fn say_something(msg: String) {
    println!("{}", msg);
}

其實 Rust 還有其他的方法可以處理這個問題,那就是參考(reference)跟借用(borrowing)的概念。

那麼我們明天再來繼續談談這兩個概念。

本文同步發表於我的技術部落格,歡迎大家有空去參觀。


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