🦀 Rust 擁有權（Ownership）

在 Rust 中，「Ownership（擁有權）」是一組由編譯器檢查的規則，目的是為了防止記憶體錯誤，例如重複釋放、記憶體洩漏等問題。這個系統讓 Rust 能夠在不需要垃圾回收（garbage collection）的情況下，安全且高效地管理記憶體。

🧠 記憶體與程式語言的對比背景

• 記憶體（Memory）：電腦用來暫存程式運行中所需資料的區域。
• 理想情況是：用完記憶體就釋放，不然會造成記憶體浪費。
• 不同語言對此有不同策略：

🧾 Rust 的擁有權規則（Ownership Rules）

• 每個值在程式中都有一個「擁有者」（owner）
• 一個值在同一時間只能有一個擁有者
• 當擁有者離開作用域，值就會被自動釋放
  這些規則由 Rust 的 編譯器負責檢查，如果違反，就無法編譯。至於其它細節，在後續以程式碼說明，不過在此之前還需要理解什麼是Stack、Heap，還有變數的作用域等需要先了解。

📚 Rust：The Stack 與 The Heap 概念

在電腦的記憶體中，Stack（堆疊） 與 Heap（堆積） 是兩個不同的區域，它們負責儲存資料的方式不同，各有優缺點。

🧱 The Stack（堆疊）

• Stack 是一種依照「接收順序」儲存資料的記憶體區塊，採用 後進先出（LIFO） 原則。
• 最後放進來的資料會是最先被移除的。
• 放入資料稱為「push」，移除資料稱為「pop」。
• Stack 上的資料都具有固定大小，且在 編譯時期就已知，如：
  • 整數（i32）、浮點數（f64）、布林值（bool）、字元（char）、陣列等。
• Stack 上的資料在執行期間不會變大或縮小，因此讀取速度非常快。

🗃 The Heap（堆積）

• Heap 是一塊較大的儲存空間，可以想像成「倉庫」。
• 它用來儲存大小在編譯時無法預知的資料，例如：
  • 使用者輸入、檔案內容、可變字串（String）、向量（Vec）等。
• 當程式需要儲存這些資料時，會透過 記憶體配置器（memory allocator） 向 Heap 申請空間。
• 記憶體配置器會回傳一個參照（reference），也就是一段記憶體位址。
• 這個參照可以想像成「停車場給你的位置票：H25」，而資料就停在那個位子上。
• 參照本身有固定大小，所以會被儲存在 Stack 上，而資料本體則在 Heap 上。

以下就效能差異與存取方式用表格說明：

Rust 的 Ownership 與 Stack / Heap

Rust 的 所有權（Ownership）系統存在的目的之一就是要：

• 確保 Heap 上的資料「有人負責清理」
• 防止重複釋放（double free）或記憶體洩漏
• 透過編譯器幫助管理 Heap 資料的生命週期

🧾 Rust：變數的作用域與自動釋放（Scope & Drop）

在 Rust 中，變數的作用域（Scope）決定了變數何時有效。當變數進入作用域時，它就可以被使用；當變數離開作用域時，它就不再有效。 作用域主要與程式碼中的花括號 {} 相關聯，例如函式或 if 區塊。當變數離開作用域時，Rust 就會自動釋放資源，這稱為 drop（釋放）。案例如下：

fn main() {
    {
        let x = 5;
        println!("{}", x); // ✅ 有效，x 在這個區塊內
    }

    println!("{}", x); // ❌ 錯誤！x 已經離開作用域，被釋放(drop)
}

因此第二個println!會出現以下錯誤：

error[E0425]: cannot find value `x` in this scope
  --> src\main.rs:14:20
   |
14 |     println!("{}", x);
   |                    ^ not found in this scope

For more information about this error, try `rustc --explain E0425`.
error: could not compile `ownership` (bin "ownership") due to 1 previous error