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令狐一冲
2023-05-18 10:06:35 +08:00
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commit 4bcff0049a

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@@ -0,0 +1,81 @@
# 3.16.6 RefCell智能指针
## 1. 使用RefCell
**内部可变性Interior mutability** 是Rust中的一个设计模式它允许在有不可变引用时改变数据这通常是借用规则所不允许的。RefCell正是为Rust提供内部可变性的智能指针。
在Rust中当使用mut或者&mut显示的声明一个变量或者引用时才能修改它们的值。编译器会对此严格检查。
```Rust
let mut a = 1u32;
a = 2u32; // 可以修改a的值
let b = 3u32;
b = 4u32; // 报错,不允许修改
```
但是当使用RefCell时可以对其内部包含的内容进行修改如下
```Rust
use std::cell::RefCell;
fn main() {
let data = RefCell::new(1); // data本身是不可变变量
{
let mut v = data.borrow_mut();
*v = 2; // 但是却可以对RefCell内部的值进行修改
}
println!("data: {:?}", data.borrow()); // 将输出为2
}
```
## 2. 使用RefCell编译器在运行时检查可变性
在上面的代码中data本身是一个不可变变量但是在代码中却可以改变它内部的值第6行将值从1改成了2这就是内部可变性。**当使用RefCell定义变量后编译器会认为在编译时这个变量是不可变的但是在运行时可以得到其可变借用从而改变其内部的值**。换句话说,**使用RefCell是运行时检查借用规则**。
下面是另一个使用RefCell的例子
```Rust
#[derive(Debug)]
enum List {
Cons(Rc<RefCell<i32>>, Rc<List>),
Nil,
}
use crate::List::{Cons, Nil};
use std::cell::RefCell;
use std::rc::Rc;
fn main() {
let value = Rc::new(RefCell::new(5));
let a = Rc::new(Cons(Rc::clone(&value), Rc::new(Nil)));
let b = Cons(Rc::new(RefCell::new(6)), Rc::clone(&a)); //不可变引用
let c = Cons(Rc::new(RefCell::new(10)), Rc::clone(&a)); //不可变引用
*value.borrow_mut() += 10; //得到可变借用,然后修改其内部的值
println!("a after = {:?}", a);
println!("b after = {:?}", b);
println!("c after = {:?}", c);
}
```
下面是一个使用RefCell时容易犯错的例子
```Rust
use std::cell::RefCell;
fn main() {
let data = RefCell::new(1); // data本身是不可变变量
let mut v = data.borrow_mut(); // 使用可变引用
*v = 2; // 通过可变引用对内部的值进行修改
println!("data: {:?}", data.borrow()); // 编译报错:
// 前面使用了可变引用第7行这里又使用不可变引用违背所有权规则
}
```
***分析此处需要注意的是对于RefCell的可变引用、不可变引用的作用域范围Rust 1.68.2中其定义方式还是从定义开始到花括号前结束。这和普通引用是不一样的因为在新版编译器中1.31以后),普通引用的作用域范围变成了从定义开始,到不再使用结束。因此,下面的代码是可以正确的***
```Rust
fn main() {
let mut a = 5u32;
let b = &mut a; // b是可变引用
*b = 6u32;
// 新版编译器中b的作用域到这里就结束了
let c = &a; // c是可变引用因为b的作用域已经结束所以这里可以使用不可变引用
println!("c === {:?}", c);
}
```
## 3. 关于Box、Rc或RefCell的选择总结
- Rc允许相同数据有多个所有者Box和RefCell有单一所有者。
- Box允许在编译时执行不可变或可变借用检查Rc仅允许在编译时执行不可变借用检查RefCell 允许在运行时执行不可变或可变借用检查。
- 因为RefCell允许在运行时执行可变借用检查所以可以在即便RefCell自身是不可变的情况下修改其内部的值。