Rust 智能指针

Rust 第24节 智能指针

智能指针的实现

智能指针通常使用struct实现，
并实现Deref和Drop这两个trait

Deref trait:允许智能指针struct 的实例像引用一样使用

Drop triat: 允许你自定义当智能指针实例走出作用域时的代码

标准库中常见的智能指针

Box<T>:在heap内存上分配值

Rc<T>: 启用多重所有权的引用技术类型

Ref<T>     RefMut<T>     通过RefCall<T> 访问：在运行时而不是编译时强制借用规则的类型

使用Box 来指向Heap上的数据

他是最简单的智能指针

    let b = Box::new(5);

    println!("b = {}",b);

rust 编译时需要知道一个类型所占的空间大小

但是递归类型的大小在编译时无法确认大小

使用Box可以解决，Box是指针，大小确认

Deref Trait

Deref 解引用，我们可以自定义解引用运算符*的行为

通过Deref，智能指针可以像常规引用一样来处理

解引用运算符

    let x = 5;
    let y = &x;

    assert_eq!(5,x);
    assert_eq!(5,*y);

使用box

    let y = Box::new(5);

    assert_eq!(5,*y);

自定义一个元组指针

struct Mypointer<T>(T); //结构体元组，只有一个成员
//元组结构体相当于没有成员名字的结构体，通过索引访问

impl<T> Mypointer<T> {
   
    fn new(x : T) -> Mypointer<T> {
   
        Mypointer(x)
    }

}

//要让其成为指针，需要实现Deref方法
impl<T> Deref for Mypointer<T> {
   
    type Target = T;

    fn deref(&self) -> &T {
   

        &self.0
    }
}

    let y = Mypointer::new(5);

    assert_eq!(5,*y);

Deref 隐式解引用方法

当传入类型与函数接收类型不匹配时，如果参数实现了Deref trait，则编译器会自动调用Deref方法，对参数类型进行匹配；

例子：

fn hello(name :  & str) {
   
    println!("hello,{}",name);
}


    hello("Rust");

    let m = Mypointer::new(String::from("Rust"));


        //原始类型为 &mypointer<String>
        // deref &string
        // deref &str
    hello(&m);

Drop Trait

实现后，可以自定义值离开作用域时发生的动作

要求实现drop方法

在变量离开作用域时，会自动调用drop方法

例子：

impl<T> Drop for Mypointer<T> {
   
    fn drop(&mut self) {
   
        println!("run drop function----")
    }
}

不能手动调用.drop()方法

但是可以调用drop(变量)函数 进行手动注销

Rc引用计数智能指针

有时，一个值会有多个所有者

为了支持多重所有权，引入 Rc

Rc只能用于单线程场景

方法：

Rc::clone(&a)函数：增加引用计数

Rc::strong_count(&a): 获得引用计数

例子：

enum Node2 {
   
    Next2(i32 ,Rc<Node2> ),
    Nul
}


use self::Node2::Next2;
use self::Node2::Nul;

.... main.....

    let a = Rc::new( Next2(5, Rc::new( Nul ) ));
    println!("a value is {}",Rc::strong_count(&a));
    let b = Rc::new( Next2(
        12, Rc::clone(&a)
        )
    );
    println!("after b :a value is {}",Rc::strong_count(&a));

    let c = Rc::new(
        Next2(  11, Rc::clone(&a)  )
    );

    println!("after c: a value is {}",Rc::strong_count(&a));

    {
   
        let d = Rc::new(
            Next2(  15, Rc::clone(&a)  )
        );
        println!("after d :a value is {}",Rc::strong_count(&a));
    }

    println!("end : a value is {}",Rc::strong_count(&a));
....end....

通过不可变的引用，使你可以在程序不同部分之间共享只读数据

与clone()相比，属于浅拷贝，执行速度快

RefCell 和内部可变性

内部可变性：

允许在只持有不可变引用的前提下对数据进行修改

RefCell 在运行时检查所有权规则

只能用于单线程的代码

正常情况下无法借用一个不可变的可变借用

let a = 10;
let b = &mut a;//错误

Refcall 的 .borrow_mut()方法：修改不可变引用的值