1. 為什麼需要 Rc
在 Rust 的所有權規則中，一個值同一時間只能有一個擁有者。但有時候，我們希望能讓多個變數共同擁有一份資料，像多個節點同時指向同一段記憶體的情況，這時候就需要 Rc（Reference Counted 智慧指標）。
Rc 透過「引用計數」來追蹤資料被多少個擁有者使用，當最後一個擁有者離開作用域時，記憶體才會被釋放。但 Rc 僅能在單執行緒（single-thread）環境下使用，如果是多執行緒就要用 Arc。

2. Rc 的基本使用

use std::rc::Rc;

fn main() {
    let a = Rc::new(String::from("Rust"));
    let b = Rc::clone(&a); // 增加引用計數
    let c = Rc::clone(&a);

    println!("a = {}", a);
    println!("引用數量 = {}", Rc::strong_count(&a));
}

輸出：

a = Rust
引用數量 = 3

這裡 Rc::clone(&a)不會複製資料，只會讓引用計數加一，當 a、b、c 全部離開作用域後，Rust 會自動釋放那份記憶體。

3. Rc 在結構中的應用
假設要建立一個共享節點的鏈結結構（linked list），可以用 Rc 讓多個節點共用同一個尾端。

use std::rc::Rc;

enum List {
    Cons(i32, Rc<List>),
    Nil,
}

use List::{Cons, Nil};

fn main() {
    let a = Rc::new(Cons(5, Rc::new(Cons(10, Rc::new(Nil)))));
    println!("count after creating a = {}", Rc::strong_count(&a));

    let b = Cons(3, Rc::clone(&a));
    println!("count after creating b = {}", Rc::strong_count(&a));

    {
        let c = Cons(4, Rc::clone(&a));
        println!("count after creating c = {}", Rc::strong_count(&a));
    }

    println!("count after c goes out of scope = {}", Rc::strong_count(&a));
}

輸出：

count after creating a = 1
count after creating b = 2
count after creating c = 3
count after c goes out of scope = 2

可以看到每當建立新的 Rc 引用，計數就加一，當變數離開作用域時，計數就減一，當計數歸零時，Rc 內的資料就會被釋放。

4. Rc::clone vs 常規 clone
Rc::clone() 不會 複製底層資料，只會增加引用計數，相反地，對一般型別呼叫 .clone() 會建立一份新的獨立資料，因此：

let x = Rc::new(String::from("Rust"));
let y = Rc::clone(&x); // 共用資料
let z = (*x).clone();  // 產生新字串

這樣 y 和 x 會共用同一個 heap 資料，而 z 則是完全新的複本。

5. Rc 的限制
Rc 不支援可變借用（&mut），因為這樣會導致多重擁有者同時修改資料而破壞安全性，如果需要在多重擁有權下修改資料，要搭配 RefCell 使用。

6. 學習心得與補充
學到 Rc 之後，我對 Rust 的所有權模型有了更深的理解。原本我以為一個值只能有一個擁有者的規則會讓設計變得很受限，但 Rc 讓我看到 Rust 是如何在保持安全的前提下，實現共享資料的可能。用 Rc 的時候，感覺就像在和編譯器合作，我可以有多個變數指向同一份資料，但同時又不需要擔心誰該釋放記憶體，雖然 Rc 無法修改共享資料，但我覺得這其實是一種刻意的限制，為的是讓我清楚知道什麼時候安全。我體會到Rust 所謂安全的共享到底是什麼意思，也更期待明天學到能結合 Rc 使用的 RefCell。