理解 Rust 引用和借用
困惑
接觸Rust也一段時間了，但對References（引用） 、borrowing（借用） 、 &關鍵字、ref關鍵字、* 關鍵字，這幾個東西之間的關係非常困惑。
常見的問題不在乎下面幾條：
1. &關鍵字是代表引用還是借用？
2. ref 和 & 有什麼區別？
3. 總是與c++的引用對比，他們意思相同？（因為人在學習中總與現有的知識對比，所以有了這一條）
網上有很多對Rust中引用和借用部分進行翻譯和解釋。看得真是雲裏霧裡，一會說借用，一會說引用，那到底是引用還是借用？
現象
rust中借用和引用的附帶功效都一樣，就是都有生命週期。借用使用&關鍵字，引用使用ref關鍵字。借用的對象是必須存在的，引用的對象可以虛擬的，後期附上對象。
我看這網上的一段解釋，Rust的引用和c++ 語言的引用完全不一樣啊，c++ 語言說的是，引用類似變數別名，聲明引用時，必須同時對其進行初始化。
引用的聲明方法：類型標識符 &引用名=目標變數名
再看下出自《Programming Rust Fast, Safe Systems Development》
in Rust terminology, we say that it borrows a reference to x. Given a reference r, the expression *r refers to the value r points to. These are very much like the & and * operators in C and C++
Unlike C pointers, however, Rust references are never null: there is simply no way to produce a null reference in safe Rust. And Rust references are immutable by default:
這怎麼拿Rust引用與C++的指針進行比較了。都不知道那種是更合理的解釋。
實踐
實踐出真知，還是動動手。
- 首先證明的是引用是否可以為空。
let ref a:i32;
//a = 1; // expected &i32，consider borrowing here: `&1`
a = &1;
上面代碼能編譯通過，這說明Rust中的引用和c++ 中的引用不是一個意思，更像c++ 中的指針類型。c++ 通過int *a來聲明指針類型。
- ref 與 & 的區別
let ref a=2;
let a = &2;
兩個值都是&i32類型。
所以ref用在變數綁定與&用在表達式上是一樣的效果。 看到上一個例子的錯誤提示，consider borrowing here，那麼&在Rust的表達式上可以看成是借用，這與c++取地址符是一個意思。
struct B<l> {
pub a: &l u32,
// pub b: ref u32, expected type, found keyword `ref`
}
let ref a = &1;
let b = B{ a: a };
在類型聲明上，&表示引用類型。
- & 與 * 的關係
那麼&用在綁定上是怎麼樣的？其實&用在綁定上與*用在表達式上是一樣的：
let r=&1;
let &a=r;
let a=*r;
兩個值都是i32類型。
如果上面的解釋還沒有讓你明白他們之間的關係，那麼通過代碼直接輸出具體類型，這能加深理解。
#![feature(core_intrinsics)]
fn main() {
let x = &false;
print_type_name_of(x);
let &x = &false;
print_type_name_of(x);
let ref x = &false;
print_type_name_of(x);
}
fn print_type_name_of<T>(_: T) {
println!("{}", unsafe { std::intrinsics::type_name::<T>() })
}
&bool
bool
&&bool
例子：
#![feature(core_intrinsics)]
enum Favour<a> {
Nor(u32),
NorRef(u32),
Ref(&a u32),
RefRef(&a u32),
}
fn config(data: &u32) {
println!("log data: {}", data);
}
// fn con(data: ref u32){ //expected type, found keyword `ref`
// println!("log data: {}", data);
// }
fn log(fav: Favour) {
match fav {
Favour::Nor(data) => {
config(&data);
print_type_name_of(data);
},
Favour::NorRef(ref data) => {
config(data);
print_type_name_of(data);
},
Favour::Ref(data) => {
config(data);
print_type_name_of(data);
},
Favour::RefRef(ref data) => {
config(data);
print_type_name_of(data);
}
}
}
fn print_type_name_of<T>(_: T) {
println!("{}", unsafe { std::intrinsics::type_name::<T>() })
}
fn main() {
log(Favour::Nor(1));
log(Favour::Ref(&2));
log(Favour::NorRef(3));
log(Favour::RefRef(&4));
}
log data: 1
u32
log data: 2
&u32
log data: 3
&u32
log data: 4
&&u32
match的模式匹配上只能使用 ref，在函數聲明上只能使用&來表示引用類型
總結
單純Rust語言上考慮。 我們在不同情況下解釋&的意思：
1. 在表達式上，表示的是借用。
2. 在變數綁定上，表示解地址操作與*類似。
3. 在類型聲明上，表示引用類型。
4. 在模式匹配上，無效關鍵字
那麼ref的通用解釋是：
1. 在表達式上，無效關鍵字。
2. 在變數綁定上，表示引用類型。
3. 在類型聲明上，無效關鍵字。
4. 在模式匹配上，表示引用類型。
非要給區分ref和&到底哪個是引用，哪個是借用。我們可以先從詞性劃分，引用我歸類為名詞，而借用歸類為動詞。&A在表達式上 表示借用A，這是一個動作，那結果就是產出一個引用類型。所以let ref B表示聲明瞭一個引用類型，它只能綁定到某次借用動作上。
所以ref 更適合陳引用， &稱借用。
參考：
when-to-ref-or
ref-keyword-versus rust-by-example推薦閱讀：