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30 天快快樂樂學 Rust 系列 第 13

參考和借用

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上一篇提到的所有權,在變數的所有權更換時,原本的變數所有權也跟著解除。這讓 Rust 在使用變數的時候跟其他程式語言比較起來,就稍微顯得麻煩。

參考

不過 Rust 也提供了相對應的機制可以解決這個問題,也就是參考(reference)。直接看下方的範例:

let x = "abc".toString();

do_some(&x);
println!("{}", x);

fn do_some(s: &String) {
	println!("{}", s);
}

在這個例子中,我們建立了一個變數 x,型別是 String,然後也建立了一個函式,參數的型別也是 String
看起來跟上一篇的範例差不多,不過這裡有一些小小的差異。不同之處在於參數以及型別加上了 & 符號,這個符號就是參考,而參考的使用就是讓開發者不必變更所有權就可以使用其變數的值。這時候運行就不會報錯,並且可以成功印出值。

雖然 & 可以讓開發者建立一個指向變數的參考,但是因為並沒有更換所有權,所以最終指向的變數,即使不再使用也不會被丟棄。

在 Rust 的世界中,建立參考這樣的動作也叫做借用 (borrowing)。可以想像一下,假設有人手上有某樣東西,他把東西借給你。而當你使用完之後,你就把借來的東西還給他,有借有還,再借不難。

借用

既然可以透過借用來解決使用權的問題,那麼如果我們想修改借用的值可不可以呢?

在知道答案之前,我們先來練習修改字串的方法,這裡要介紹的是 push_str() 這個方法,我們直接看範例:

let mut x = "Hello".to_string();
x.push_str(", world!");
println!("{}", x);

首先變數 x 是字串,並且設為可變,接著再透過 push_str() 並帶入字串,就會從 x 的字串後面接上新字串。

那麼依樣畫葫蘆來試試借用的值能不能這樣做:

fn main() {
    let mut x = "Hello".to_string();
    x.push_str(", world!");
    do_some(&x);
    println!("{}", x);
}

fn do_some(s: &String) {
    println!("{}", s);
}

執行結果也是沒問題的,但前提是要記得在變數設為可變,否則就會報錯。
而且最好在借用的參數也加上可變,就像這樣:

fn main() {
    let mut x = "Hello".to_string();
    x.push_str(", world!");
    do_some(&mut x);
    println!("{}", x);
}
fn do_some(s: &mut String) {
    println!("{}", s);
}

但借用也是有一些限制的,例如:

  • 在同作用域中建立多個可變的借用是非法的
  • 在同作用域可變的借用和不可變借用不能共存

在同作用域中,超過一個以上的多變借用是不行的,所以下面的例子會報錯:

let mut x = "Hello".to_string();
let y = &mut x;
let z = &mut x;
println!("{}, {}",y, z);

既然不能在同個作用域中,那麼只要分開就可以了,就像這樣把某一個放入大括號中:

let mut x = "Hello".to_string();
let y = &mut x;
println!("{}", y);
{
	let z = &mut x;
    println!("{}", z);
}

而可變借用跟不可變借用的錯誤例子如下:

let mut x = "Hello".to_string();
let y = &x;
let z = &mut x;
println!("{}, {}", y, z);

而解決的方式也不難,也是利用作用域就可以解決:

let mut x = "Hello".to_string();
let y = &x;
println!("{}", y);
let z = &mut x;
println!("{}", z);

像這樣分段使用變數,當使用完之後其變數因為沒有再使用,所以這樣是可以的。

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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