当前位置: 首页 > news >正文

Rust 所有权机制

Rust 所有权机制

本文示例代码地址

所有权是Rust中最独特的特性,它让Rust无需GC就可以保证内存安全。

什么是所有权?

所有权ownership)是 Rust 用于如何管理内存的一组规则。所有程序都必须管理其运行时使用计算机内存的方式。一些语言中具有垃圾回收机制,在程序运行时有规律地寻找不再使用的内存;在另一些语言中,程序员必须亲自分配和释放内存。Rust 则选择了第三种方式:通过所有权系统管理内存,编译器在编译时会根据一系列的规则进行检查。如果违反了任何这些规则,程序都不能编译。在运行时,所有权系统的任何功能都不会减慢程序。

摘自:什么是所有权

栈内存和堆内存(Stack vs Heap)

在Rust语言中,一个值在栈内存还是堆内存,对语言的行为和编码时要为此做的操作有更大的影响。

栈和堆都是代码在运行时可供使用的内存,但是它们的结构不同。栈以放入值的顺序存储值并以相反顺序取出值。这也被称作 后进先出last in, first out)。

增加数据叫做 进栈pushing onto the stack),而移出数据叫做 出栈popping off the stack)。栈中的所有数据都必须占用已知且固定的大小。在编译时大小未知或大小可能变化的数据,要改为存储在堆上。 堆是缺乏组织的:当向堆放入数据时,你要请求一定大小的空间。内存分配器(memory allocator)在堆的某处找到一块足够大的空位,把它标记为已使用,并返回一个表示该位置地址的 指针pointer)。这个过程称作 在堆上分配内存allocating on the heap),有时简称为 “分配”(allocating)。

所有权规则

  1. Rust 中的每一个值都有一个 所有者owner)。
  2. 值在任一时刻有且只有一个所有者。
  3. 当所有者(变量)离开作用域,这个值将被丢弃。

变量的作用域

字符串字面值是被硬编码进程序里的字符串值,不可变,存储在栈当中,并且当离开作用域时被移出栈。String类型存储在堆当中,可变,所以在这里更适合用来讨论所有权机制以及变量作用域的情况。

Rust释放无用内存的策略:内存在拥有它的变量离开作用域后就被自动释放。

使用大括号可以自定义变量的作用域范围,以下分别是字符串字面值和String类型的关于作用域的示例:

// 字符串字面值
{                      // s 在这里无效,它尚未声明let s = "hello";   // 从此处起,s 是有效的// 使用 s
}                      // 此作用域已结束,s 不再有效
// String 类型
{let s = String::from("hello"); // 从此处起,s 是有效的// 使用 s
}                                  // 此作用域已结束,// s 不再有效

String类型

演示String类型的变量作用域,y和x 指向堆中的同一块内存区域,Rust为了保证内存安全,如果x赋值给了y,就会结束x的作用域,代码示例:

    let x = String::from("5");let y = x;println!("x:{}", x);

执行结果:

   |
11 |     let x = String::from("5");|         - move occurs because `x` has type `String`, which does not implement the `Copy` trait
12 |     let y = x;|             - value moved here
13 |     println!("x:{}", x);|                      ^ value borrowed here after move

两个数据指针指向了同一位置。这就有了一个问题:当 xy 离开作用域,它们都会尝试释放相同的内存。这是一个叫做 二次释放double free)的错误,也是之前提到过的内存安全性 bug 之一。两次释放(相同)内存会导致内存污染,它可能会导致潜在的安全漏洞。

为了确保内存安全,在 let y = x; 之后,Rust 认为 x 不再有效,因此 Rust 不需要在 x 离开作用域后清理任何东西。此时,只有 s2 是有效的,当其离开作用域,它就释放自己的内存。

clone

如果我们 确实 需要深度复制 String 中堆上的数据,而不仅仅是栈上的数据,可以使用一个叫做 clone 的通用函数。

    let x = String::from("5");let y = x.clone();println!("x:{}", x);

存放在栈上的整形变量,经过移动后,依然有效。因为默认实现了 Copy trait,代码示例:

    let x = 5;let y = x;println!("x:{}", x

执行结果:

x:5

如果一个类型实现了 Copy trait,那么一个旧的变量在将其赋值给其他变量后仍然可用。

如下是一些 Copy 的类型:

  • 所有整数类型,比如 u32
  • 布尔类型,bool,它的值是 truefalse
  • 所有浮点数类型,比如 f64
  • 字符类型,char
  • 元组,当且仅当其包含的类型也都实现 Copy 的时候。比如,(i32, i32) 实现了 Copy,但 (i32, String) 就没有。

所有权与函数

和变量之间进行赋值类似,变量在函数中的移动也会发生作用域的变化,代码示例:

fn takes_ownership(some_string: String) {println!("{}", some_string);
}#[cfg(test)]
mod tests {use super::*;#[test]fn test_takes_ownership() {let s = String::from("hello");takes_ownership(s);println!("s:{}", s); // 这里发生报错}}

执行 test_takes_ownership()

error[E0382]: borrow of moved value: `s`--> crates/ownership_demo/src/lib.rs:14:26|
12 |         let s = String::from("hello");|             - move occurs because `s` has type `String`, which does not implement the `Copy` trait
13 |         takes_ownership(s);|                         - value moved here
14 |         println!("s:{}", s);|                          ^ value borrowed here after move|
note: consider changing this parameter type in function `takes_ownership` to borrow instead if owning the value isn't necessary--> crates/ownership_demo/src/lib.rs:1:33|
1  | fn takes_ownership(some_string: String) {|    ---------------              ^^^^^^ this parameter takes ownership of the value|    ||    in this function= note: this error originates in the macro `$crate::format_args_nl` which comes from the expansion of the macro `println` (in Nightly builds, run with -Z macro-backtrace for more info)
help: consider cloning the value if the performance cost is acceptable|
13 |         takes_ownership(s.clone());|   

s 传入到函数当中时,s的作用域就到了函数中,函数后面再获取s将不被允许,发生编译错误,执行也会发生异常。

但是对于类型是i32类型的参数,情况不同,代码示例如下:

fn takes_ownership(some_string: String) {println!("{}", some_string);
}fn takes_ownership_i32(value: i32) {println!("{}", value);
}#[cfg(test)]
mod tests {use super::*;#[test]fn test_takes_ownership() {let s = String::from("hello");takes_ownership(s);//println!("s:{}", s);}#[test]fn test_takes_ownership_i32() {let value = 12;takes_ownership_i32(value);println!("value:{}", value);}}

执行 test_takes_ownership_i32()

running 1 test
test tests::test_takes_ownership_i32 ... oksuccesses:---- tests::test_takes_ownership_i32 stdout ----
12
value:12successes:tests::test_takes_ownership_i32

同理,如果一个类型实现了 Copy trait,那么一个变量在将其传递到函数当中后,函数之后可以再读取该变量。

返回值与作用域

返回值也可以转移所有权。

// 返回一个String 类型
fn gives_ownership() -> String {let s = String::from("hello"); // s进入作用域s                              // s 返回给调用函数
}#[test]
fn test_gives_ownership() {let s = gives_ownership(); // s进入作用域takes_ownership(s); // s作用域移到takes_ownership函数中println!("s:{}", s); // s 已经被移走,这里会报错  borrow of moved value: `s`
}

由此可见,变量在函数调用过程中,作用域会随着函数传入变量,函数返回变量发生变化,无法顺畅的在函数调用后继续使用变量。

这里就引入了引用的概念,可以使用引用实现丝滑的使用变量和函数。

相关文章:

Rust 所有权机制

Rust 所有权机制 本文示例代码地址 所有权是Rust中最独特的特性,它让Rust无需GC就可以保证内存安全。 什么是所有权? 所有权(ownership)是 Rust 用于如何管理内存的一组规则。所有程序都必须管理其运行时使用计算机内存的方式…...

Pwn VM writeup

国赛期间,做了一个很有意思的pwn题,顺便学了一下现在常见的pwn的板子题是什么样子的,这里做一下记录 Magic VM 题目逻辑 题目本身其实非常的有趣,它实现了一个简易流水线的功能,程序中包含四个结构体,其中三…...

LSTM(长短期记忆网络)详解

1️⃣ LSTM介绍 标准的RNN存在梯度消失和梯度爆炸问题,无法捕捉长期依赖关系。那么如何理解这个长期依赖关系呢? 例如,有一个语言模型基于先前的词来预测下一个词,我们有一句话 “the clouds are in the sky”,基于&…...

机器学习 贝叶斯公式

这是条件概率的计算公式 𝑃(𝐴|𝐵)𝑃(B|A)𝑃(𝐴)/𝑃(𝐵) 全概率公式 𝑃(𝐵)𝑃(𝐵|𝐴)𝑃(𝐴)&am…...

Scala-注释、标识符、变量与常量-用法详解

Scala Scala-变量和数据类型-用法详解 Scala一、注释二、标识符规范三、变量和常量1. 变量(var)2. 常量(val)3. 类型推断与显式声明4. var 和 val 的区别5. Scala与Java对比Tips: 各位看客老爷万福金安,一键…...

大数据学习14之Scala面向对象--至简原则

1.类和对象 1.1基本概念 面向对象(Object Oriented)是一种编程思想,面向对象主要是把事物给对象化,包括其属性和行为。面向对象编程更贴近实际生活的思想,总体来说面向对象的底层还是面向过程,面向过程抽象…...

docker 安装之 windows安装

文章目录 1: 在Windows安装Docker报19044版本错误的时候,请大家下载4.24.1之前的版本(含4.24.1)2: Desktop-WSL kernel version too low3: docker-compose 安装 (v2.21.0) 1: 在Windows安装Docker报19044版本错误的时候,请大家下载…...

JS 实现游戏流畅移动与按键立即响应

AWSD 按键移动 <!DOCTYPE html> <html><head><meta charset"utf-8"><title></title><style>.box1 {width: 400px;height: 400px;background: yellowgreen;margin: 0 auto;position: relative;}.box2 {width: 50px;height:…...

LabVIEW大数据处理

在物联网、工业4.0和科学实验中&#xff0c;大数据处理需求逐年上升。LabVIEW作为一款图形化编程语言&#xff0c;凭借其强大的数据采集和分析能力&#xff0c;广泛应用于实时数据处理和控制系统中。然而&#xff0c;在面对大数据处理时&#xff0c;LabVIEW也存在一些注意事项。…...

NVR录像机汇聚管理EasyNVR多品牌NVR管理工具视频汇聚技术在智慧安防监控中的应用与优势

随着信息技术的快速发展和数字化时代的到来&#xff0c;安防监控领域也在不断进行技术创新和突破。NVR管理平台EasyNVR作为视频汇聚技术的领先者&#xff0c;凭借其强大的视频处理、汇聚与融合能力&#xff0c;展现出了在安防监控领域巨大的应用潜力和价值。本文将详细介绍Easy…...

海思3403对RTSP进行目标检测

1.概述 主要功能是调过live555 testRTSPClient 简单封装的rtsp客户端库&#xff0c;拉取RTSP流&#xff0c;然后调过3403的VDEC模块进行解码&#xff0c;送个NPU进行目标检测&#xff0c;输出到hdmi&#xff0c;这样保证了开发没有sensor的时候可以识别其它摄像头的视频流&…...

Vue之插槽(slot)

插槽是vue中的一个非常强大且灵活的功能&#xff0c;在写组件时&#xff0c;可以为组件的使用者预留一些可以自定义内容的占位符。通过插槽&#xff0c;可以极大提高组件的客服用和灵活性。 插槽大体可以分为三类&#xff1a;默认插槽&#xff0c;具名插槽和作用域插槽。 下面…...

分布式服务高可用实现:复制

分布式服务高可用实现&#xff1a;复制 1. 为什么需要复制 我们可以考虑如下问题&#xff1a; 当数据量、读取或写入负载已经超过了当前服务器的处理能力&#xff0c;如何实现负载均衡&#xff1f;希望在单台服务器出现故障时仍能继续工作&#xff0c;这该如何实现&#xff…...

基于yolov8、yolov5的车型检测识别系统(含UI界面、训练好的模型、Python代码、数据集)

摘要&#xff1a;车型识别在交通管理、智能监控和车辆管理中起着至关重要的作用&#xff0c;不仅能帮助相关部门快速识别车辆类型&#xff0c;还为自动化交通监控提供了可靠的数据支撑。本文介绍了一款基于YOLOv8、YOLOv5等深度学习框架的车型识别模型&#xff0c;该模型使用了…...

机器学习—决定下一步做什么

现在已经看到了很多不同的学习算法&#xff0c;包括线性回归、逻辑回归甚至深度学习或神经网络。 关于如何构建机器学习系统的一些建议 假设你已经实现了正则化线性回归来预测房价&#xff0c;所以你有通常的学习算法的成本函数平方误差加上这个正则化项&#xff0c;但是如果…...

Java Optional详解:避免空指针异常的优雅方式

在 Java 编程中&#xff0c;空指针异常&#xff08;NullPointerException&#xff09;一直是困扰开发者的常见问题之一。为了更安全、优雅地处理可能为空的值&#xff0c;Java 8 引入了 Optional 类。Optional 提供了一种函数式的方式来表示一个值可能存在或不存在&#xff0c;…...

SpringBoot开发——整合EasyExcel实现百万级数据导入导出功能

文章目录 一、EasyExcel 框架及特性介绍二、实现步骤1、项目创建及依赖配置(pom.xml)2、项目文件结构3、配置文件(application.yml)4、启动类 Application.java5、配置类 EasyExcelConfig.java6、服务接口定义及实现 ExcelService.java7、控制器类 ExcelController.java8、…...

AcWing 1097 池塘计数 flood fill bfs搜索

代码 #include <bits/stdc.h> using namespace std;const int N 1010, M N * N;typedef pair<int, int> PII;int n, m;char g[N][N]; bool st[N][N]; PII q[M];void bfs (int xx, int yy) {int hh 0, tt -1;q[ tt] {xx, yy};st[xx][yy] true;while (hh <…...

R门 - rust第一课陈天 -内存知识学习笔记

内存 #mermaid-svg-1NFTUW33mcI2cBGB {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-1NFTUW33mcI2cBGB .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-1NFTUW33mcI2cBGB .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#merm…...

java itext后端生成pdf导出

public CustomApiResult<String> exportPdf(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {// 防止日志记录获取session异常request.getSession();// 设置编码格式response.setContentType("application/pdf;charsetUTF-8")…...

Android Wi-Fi 连接失败日志分析

1. Android wifi 关键日志总结 (1) Wi-Fi 断开 (CTRL-EVENT-DISCONNECTED reason3) 日志相关部分&#xff1a; 06-05 10:48:40.987 943 943 I wpa_supplicant: wlan0: CTRL-EVENT-DISCONNECTED bssid44:9b:c1:57:a8:90 reason3 locally_generated1解析&#xff1a; CTR…...

【Python】 -- 趣味代码 - 小恐龙游戏

文章目录 文章目录 00 小恐龙游戏程序设计框架代码结构和功能游戏流程总结01 小恐龙游戏程序设计02 百度网盘地址00 小恐龙游戏程序设计框架 这段代码是一个基于 Pygame 的简易跑酷游戏的完整实现,玩家控制一个角色(龙)躲避障碍物(仙人掌和乌鸦)。以下是代码的详细介绍:…...

day52 ResNet18 CBAM

在深度学习的旅程中&#xff0c;我们不断探索如何提升模型的性能。今天&#xff0c;我将分享我在 ResNet18 模型中插入 CBAM&#xff08;Convolutional Block Attention Module&#xff09;模块&#xff0c;并采用分阶段微调策略的实践过程。通过这个过程&#xff0c;我不仅提升…...

新能源汽车智慧充电桩管理方案:新能源充电桩散热问题及消防安全监管方案

随着新能源汽车的快速普及&#xff0c;充电桩作为核心配套设施&#xff0c;其安全性与可靠性备受关注。然而&#xff0c;在高温、高负荷运行环境下&#xff0c;充电桩的散热问题与消防安全隐患日益凸显&#xff0c;成为制约行业发展的关键瓶颈。 如何通过智慧化管理手段优化散…...

爬虫基础学习day2

# 爬虫设计领域 工商&#xff1a;企查查、天眼查短视频&#xff1a;抖音、快手、西瓜 ---> 飞瓜电商&#xff1a;京东、淘宝、聚美优品、亚马逊 ---> 分析店铺经营决策标题、排名航空&#xff1a;抓取所有航空公司价格 ---> 去哪儿自媒体&#xff1a;采集自媒体数据进…...

dify打造数据可视化图表

一、概述 在日常工作和学习中&#xff0c;我们经常需要和数据打交道。无论是分析报告、项目展示&#xff0c;还是简单的数据洞察&#xff0c;一个清晰直观的图表&#xff0c;往往能胜过千言万语。 一款能让数据可视化变得超级简单的 MCP Server&#xff0c;由蚂蚁集团 AntV 团队…...

html css js网页制作成品——HTML+CSS榴莲商城网页设计(4页)附源码

目录 一、&#x1f468;‍&#x1f393;网站题目 二、✍️网站描述 三、&#x1f4da;网站介绍 四、&#x1f310;网站效果 五、&#x1fa93; 代码实现 &#x1f9f1;HTML 六、&#x1f947; 如何让学习不再盲目 七、&#x1f381;更多干货 一、&#x1f468;‍&#x1f…...

Aspose.PDF 限制绕过方案:Java 字节码技术实战分享(仅供学习)

Aspose.PDF 限制绕过方案&#xff1a;Java 字节码技术实战分享&#xff08;仅供学习&#xff09; 一、Aspose.PDF 简介二、说明&#xff08;⚠️仅供学习与研究使用&#xff09;三、技术流程总览四、准备工作1. 下载 Jar 包2. Maven 项目依赖配置 五、字节码修改实现代码&#…...

招商蛇口 | 执笔CID,启幕低密生活新境

作为中国城市生长的力量&#xff0c;招商蛇口以“美好生活承载者”为使命&#xff0c;深耕全球111座城市&#xff0c;以央企担当匠造时代理想人居。从深圳湾的开拓基因到西安高新CID的战略落子&#xff0c;招商蛇口始终与城市发展同频共振&#xff0c;以建筑诠释对土地与生活的…...

LLMs 系列实操科普(1)

写在前面&#xff1a; 本期内容我们继续 Andrej Karpathy 的《How I use LLMs》讲座内容&#xff0c;原视频时长 ~130 分钟&#xff0c;以实操演示主流的一些 LLMs 的使用&#xff0c;由于涉及到实操&#xff0c;实际上并不适合以文字整理&#xff0c;但还是决定尽量整理一份笔…...