今天我們將要介紹 Rust 最核心的關鍵：所有權系統， Rust 並沒有垃圾回收（Garbage Collection），通常情況下會導致記憶體洩露，但是 Rust 的所有權系統讓記憶體洩露的發生率降到極低。

所有權 (Ownership)

Rust 的所有權有三個重點

• 每個值都有一個擁有者
• 同一時間只能有一個擁有者
• 離開作用域後，資料將失效

有點抽象，很難理解？我們搭配所有權轉移的介紹，希望大家能夠更直接理解所有權的概念。

所有權轉移

何時會發生所有權轉移？

• 賦值給另一個變數

  fn main() {
      let s1 = String::from("Hello");
      let s2 = s1; // s1 的所有權轉移到 s2，s1 失去所有權
  
      // println!("{}", s1); // 拿到註解後，將發生編譯錯誤！因為 s1 已失去資料所有權
      println!("{}", s2); // 將顯示 Hello 
  }
  
  

• 傳遞參數給函數

  fn take_ownership(s: String) {
      println!("{}", s); // 顯示 Hello 
  } // s 離開作用域後，資料將失效
  
  fn main() {
      let s1 = String::from("Hello");
      take_ownership(s1); // s1 傳遞給函數參數，所有權已被轉移
  
      // println!("{}", s1); // s1 已失去資料所有權，去除註解後，將發生編譯錯誤
  }
  
  

• 從函數回傳值

  fn create_string() -> String {
      let s = String::from("Hello");
      s // 從函數返回值，所有權將轉移
  }
  
  fn main() {
      let s1 = create_string(); // 接收回傳的值，並取得所有權
      println!("{}", s1); // 顯示 Hello 
  }
  

借用 (Borrowing) 與引用 (&)

有些時候我們只是想要使用數值，但是不想轉移所有權時，就需要借用和引用。

不可變借用

不想轉移擁有權，只是想借用資料來讀取時，就需要採用不可變借用的方式。

範例：

fn calculate_length(s: &String) -> usize {
    s.len() // 可以讀取，但不能修改
}

fn main() {
    let s1 = String::from("Hello");
    let len = calculate_length(&s1); // 借用 s1， s1 不會失去所有權

    println!("'{}'的長度是 {}", s1, len); // 正常輸出 s1 的內容
}

可變借用

我們想要修改借用的數值時，就需要加上 mut ，來完成可變借用。

範例：

fn change_string(s: &mut String) {
    s.push_str(", World!");
}

fn main() {
    let mut s = String::from("Hello");
    change_string(&mut s); // 可變借用

    println!("{}", s); // 輸出：Hello, World!
}

借用時需要特別注意，多個不可變借用可以同時存在，但是當宣告可變借用後，先前的不可變借用將失效。

fn main() {
    let mut s = String::from("Hello");

    // 多個不可變借用可以同時存在
    let s1 = &s;
    let s2 = &s;
    println!("{}", s1);
    println!("{}", s2);

    // 可變借用，先前的不可變借用將失效
    let s3 = &mut s;
    s3.push_str(" World");
    // println!("{}", s1); // 編譯錯誤，因為 s1 已經失效

    let s4 = &s;
    println!("{}", s4); // 正常，顯示 Hello World
}