所有權(Ownership), 參考(References) and 借用(Borrowing)

所有權(Ownership)

Rust 的所有權 (Ownership) 概念是Rust核心的一部分，它使Rust能在沒有垃圾收集器的情況下進行記憶體管理，並確保記憶體安全。

Rust 的所有權系統主要基於三個規則：

• Rust 中每個數值都有個擁有者（owner）。
• 同時間只能有一個擁有者。
• 當擁有者離開作用域時，數值就會被丟棄。

變數作用域

 {                      // s 在此處無效，因為它還沒宣告
    let s = "hello";   // s 在此開始視為有效
    // 使用 s
 }                      // 此作用域結束， s 不再有效

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1;

println!("{}, world!", s1);

這一段程式碼會報錯，String::from 會建立一個String值並將所有權賦予s1，當 s2 被賦予 s1 時，s1 的所有權將被轉移給 s2。此時，s1 不再引用任何值，因此會被銷毀。
這種情況可以用clone，以python來說就是deep copy

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1.clone();

println!("s1 = {}, s2 = {}", s1, s2);  // 沒問題！

let s1 = "hello";
let s2 = s1;

println!("{}, world!", s1);

這段程式碼不會報錯，s1 是字面值。字面值是一種在編譯時就被確定的值，"hello" 會在編譯時被轉換為一個 String 值。這個 String 值是不可變的，因此它可以被多次借用。當 s2 被賦予 s1 時，s1 仍然引用該 String 值，因此不會被銷毀。

參考(References) and 借用(Borrowing)

Rust 通常避免複製數據，而是使用「參考」或「借用」。這可以提高效能並確保記憶體安全性。
建立參考(References)的行為稱為借用(Borrowing)

不可變參考

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let len = calculate_length(&s1);
    println!("'{}' 的長度是 {}。", s1, len);
}

fn calculate_length(s: &String) -> usize {
    s.len()
}

在上面的程式中，calculate_length 函數不擁有 s1 的所有權，只是借用它。因此，當 calculate_length 函數返回後，s1 仍然是 main 函數的，且可以繼續使用。

可變參考

fn main() {
    let mut s1 = String::from("hello");
    change(&mut s1);
    println!("{}", s1);
}

fn change(s: &mut String) {
    s.push_str(", world");
}

在上面的code中，s1 是可變的，並被傳遞給 change 函數作為一個可變引用，所以 change 函數可以修改 s1 的內容。

注意，Rust 在特定範圍內只允許一次可變借用，這是為了在編譯時防止資料競爭（data races）。但你可以有多個不可變的借用，因為它們不會修改數據。

資料競爭（data races）引發情況：

• 同時有兩個以上的指標存取同個資料。
• 至少有一個指標在寫入資料。
• 沒有針對資料的同步存取機制。