clone() 與擁有權（Ownership）關係

當你明確想要複製資料時，會使用 clone，這對於像 String 這樣的型別來說至關重要，當你需要同一個資料擁有多個獨立的所有者時。而clone 方法則用於在堆積上建立資料的深層複製。

fn main() {
    let person = String::from("Roger");
    let genious = person.clone();
    println!("{}", person);
    println!("{}", genious);
}

✅ 程式說明：複製資料但保留原所有權

• String::from("Roger") 建立了一個擁有堆積資料的 String。
• 呼叫 clone() 會產生一份全新的副本，**深層複製（deep copy）**堆積中的資料。
• 原變數 person 保有原來的所有權，新變數 genious 擁有複製後的資料。
• 這不同於一般的變數賦值（會產生 move），clone() 明確複製資料，因此兩變數都能安全使用。

🔍 clone() 與 Copy 的差異比較

📚 參考文件：std::clone::Clone - Rust Docs

🧠 所有權行為總結

✅ 小結

使用 .clone() 是在 Rust 中避免 move 而想要保留原始變數時的一種安全手段。雖然 clone() 成本較高，但在處理 String、Vec 等堆積資料時是非常實用且必要的技巧。既然clone成本高，那有成本不高的嗎？接著我們就來討論Borrowing、reference和擁有權的關係。

🔗 & Borrowing、Reference 與 Ownership 的關係

以下程式碼展示了 Rust 中的 Borrowing（借用）、Reference（參照）與 Ownership（擁有權）之間的關係：

fn main() {
    let my_heap_value = String::from("Jack");
    let my_heap_reference = &my_heap_value;
    println!("{}\n{}", my_heap_value, my_heap_reference);
}

✅ 程式說明：& 借用（Borrowing）與參照（Reference）

1. let my_heap_value = String::from("Jack"); 創建一個 String 物件，my_heap_value 擁有這個字串的所有權。字串的資料儲存在堆積上.
2. let my_heap_reference = &my_heap_value; 使用 & 符號建立一個不可變參照（immutable reference），它借用而非擁有原始資料。
3. println!() 中同時使用 my_heap_value 和 my_heap_reference 是合法的，因為只存在不可變參照。

🔍 &T 是 Rust 中的「reference type（參照型別）」，它指向某個值而不擁有該值。

🧠 課堂觀念整合

📌 References must never outlive their referent： 這句話的意思是，reference 的生命週期不能比它所指向的資料的生命週期長。如果 reference 比它指向的資料活得更久，那麼 reference 就會指向無效的記憶體，這會導致錯誤。也就是說：

• referent 是原始的被參照資料（這裡是 my_heap_value）。
• reference 是用 & 建立的指針（這裡是 my_heap_reference）。
• Rust 編譯器會保證引用不會在原始值釋放（drop）之後還繼續存活，這就是為什麼 Rust 的參照是「安全」的。

🧹 my_heap_value 才是擁有者。：

• my_heap_reference 是一個「借來」的引用，它本身不擁有資料，因此當 my_heap_reference 離開作用域時，只有 reference 本身會被清理，但堆積上的字串 "Jack" 不會被清除。
• 這是因為 my_heap_value 才是字串的所有者。當 my_heap_value 離開作用域時，字串的記憶體才會被釋放。

📊 概念對照表

📚 參考文件：The Rust Book - References and Borrowing

✅ 小結

Rust 中的 & 建立的是「安全的指標」，稱為 reference（參照），它會借用原始值但不擁有，並且不能超出被參照值的生命週期。這樣的設計讓 Rust 能夠保證記憶體安全，又不需要垃圾回收機制。

🦀 補充說明

println!("{}\n{}", my_heap_value, *my_heap_reference);

在前述的程式碼中，*my_heap_reference前面加了一個 *，這個稱之為「解引用運算符」，此運算符用於解引用（dereference）一個 reference（引用）。 當你對一個 reference 使用 * 時，你實際上是在存取 reference 所指向的記憶體位置的值。

但你也會心想即使你不寫 *my_heap_reference ，程式碼通常也能夠正確印出 my_heap_reference 的值啊！

這是因為 Rust 能夠「聰明地」將 &String 「強制轉換」為 String，以便 println! 可以使用它。這個過程就稱之為 deref coercion（解引用強制轉換）。最主要也是能夠更簡潔易讀。