diff --git a/src/chapter_3/chapter_3_16_6.md b/src/chapter_3/chapter_3_16_6.md new file mode 100644 index 0000000..f67b0aa --- /dev/null +++ b/src/chapter_3/chapter_3_16_6.md @@ -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>, Rc), + 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。