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概述
Rust语言定义了两种引用类型:
- 不可变引用:也称作共享引用,可以读取引用的值,但是不能修改。好处是可以同时持有某个值的任意多个共享引用;
- 可变引用:可以读取和修改引用的值,但同一时刻不能拥有对该值的任何其它引用。
引用的定义
let mut a: i32 = 5;
let a_ref: &i32 = &a; // 创建不可变引用
let a_mref: &mut i32 = &mut a; // 创建可变引用
引用的规则
Rust引用需要遵循以下基本规则:
- 规则1:在任意给定时间,要么只能有一个可变引用,要么只能有多个不可变引用;
- 规则2:引用必须总是有效的。

Deref特型
Deref特型用于自定义解引用操作符(*)的行为。通过实现Deref特型将某类型像引用一样处理:
trait Deref{
type Target:?Sized;
fn deref(&self) -> &Self::Target;
}
trait DerefMut: Deref{
fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target;
}
隐式解引用规则
编译器发现不能够编译通过时,会在三种情况下尝试进行隐式解引用,所有的三种情况如下:
- &T转为&U,其中T: Deref<Target=U>
- &mut T转为&mut U,其中T: DerefMut<Target=U>
- &mut T转为&U,其中T: Deref<Target=U>
.操作符
在Rust中,引用是通过&操作符现实创建的,而解引用也要显式使用*操作符:
// 从这里开始都是Rust代码了
let x = 10;
let r = &x; // &x是对x的共享引用
assert!(*r == 10); // 显式地对r解引用
由于 Rust 代码中会广泛使用引用,因此 . 操作符会在必要时对其左操作数进行隐式解引用:
struct Anime { name: &'static str, bechdel_pass: bool };
let aria = Anime { name: "Aria: The Animation", bechdel_pass: true };
let anime_ref = &aria;
assert_eq!(anime_ref.name, "Aria: The Animation");
除了隐式解引用,. 操作符在方法调用需要时还可以隐式借用对其左操作数的引用。
let mut v = vec![1973, 1968];
v.sort(); // 隐式借用了对v的可修改引用
(&mut v).sort(); // 等价
在Rust 中,则必须使用 &和* 操作符来创建和追随引用,只有 . 操作符例外,它会隐式地借用和解引用。
引用的生命周期
Rust会给程序中的每个引用类型附加一个生命周期(类似于作用域),生命周期的范围与如何使用该引用相匹配。所谓NLL生命周期表示形式就是从借用时间开始,到你最后一次使用它结束(当然泛型作用域生命周期例外)。
变量的生命周期必须包含或涵盖该变量引用的生命周期:

保存在变量中的引用,其类型必须保证它在变量的整个生命周期内都有效,自初始化始,至离开作用域止。

通过链表探索引用的生命周期
在其它语言中,实现链表是一件很简单的事情,但是因为所有权机制的存在,Rust实现链表可谓困难重重,甚至有本书(《Too Many Linked Lists》)专门来讲解如何在Rust中实现链表。
使用前后节点指针
我们在实现链表的插入/删除操作时,通常会使用到当前节点的前节点指针或者后节点指针。我们参考其它语言的逻辑,对应的Rust代码如下:
let mut cur = &mut slef.head;
let mut prev;
while let Some(node) = cur {
prev = cur;
cur = &mut node.next; // node是对cur的再借用,在node生命周期内,不能使用cur
}
当然,Rust编译器拒绝了这种代码,报错如下:

由于node是对cur的可变再借用,在node生命周期内不能使用cur变量,因此prev = cur;违背了所有权规则。
查找并修改指定节点
let mut cur = &mut self.head;
while let Some(node) = cur {
if node.data != val {
cur = &mut node.next;
}
}
// do something
编译报错:

相关参考
- 《Rust程序语言》
- 《Rust程序语言设计》