【Rust自学】15.0. 智能指针(序)：什么是智能指针及Rust智能指针的特性

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15.0.1 指针的基本概念

指针是一个变量在内存中包含的是一个地址，指向另一个数据。

Rust 中最常见的指针是引用，使用&符号来表示，它会借用它指向的值。除了引用数据之外，它们没有任何特殊功能，也没有额外开销。

15.0.2 智能指针简介

智能指针的概念并非 Rust 独有：它起源于 C++，也存在于其他语言中。

Rust 的标准库中定义了各种智能指针，它们提供的功能超出了普通引用的能力。

智能指针的行为与指针类似，但提供了额外的元数据和功能。

15.0.3 智能指针与引用的区别

• 引用只能借用数据，而智能指针通常拥有它指向的数据。
• 智能指针具有额外的元数据和功能，例如自动清理和其他保障。

15.0.4 智能指针的常见类型

引用计数 (Reference Counting) 类型

引用计数智能指针通过记录所有者的数量，实现数据的多重持有。它会在没有使用者时自动清理数据。

标准库中的智能指针

在前文中，我们已经接触过一些智能指针，例如：

• String：拥有一片内存区域并保障其数据是合法的 UTF-8 编码。
• Vec<T>：提供容量等元数据并允许操作动态数组。

15.0.5 智能指针的实现

智能指针通常通过 struct 实现，但与普通结构体不同的是，它们一般会实现以下两个重要的 trait：

• Deref：允许智能指针的实例表现得像一个引用，使程序可以同时支持引用和智能指针。
• Drop：允许程序员自定义智能指针实例超出作用域时运行的清理代码。

在本章中，我们将讨论这两个 trait 并演示它们对智能指针的重要性。

15.0.6 本章内容

由于智能指针是一种常见的设计模式，本章将重点介绍标准库中最常用的智能指针类型：

• Box<T>：用于支持多重所有权的引用计数类型。
• Rc<T> ，一种支持多重所有权的引用计数类型
• Ref<T>和RefMut<T> ，通过RefCell<T>访问，这是一种在运行时而不是编译时强制执行借用规则的类型

此外，本章还将讨论以下主题：

• 内部可变性模式 (Interior Mutability Pattern)：一种允许不可变类型暴露可修改内部值的 API 的设计模式。
• 引用循环 (Reference Cycles)：它如何导致内存泄漏以及如何预防。

通过这些内容，您将对智能指针在 Rust 中的使用和设计模式有更深入的了解。