1.6 所有权解决了什么问题？及其使用方法

上一节我们快速浏览了函数及控制结构，加上1.4节的数据类型，是不是跃跃欲试，想大干一场了呢？哈哈，脚印还得一个一个踩，我们今天还得说一说rust的一个重要概念-- 所有权。

我们先不讲所有权概念，先来看一个例子，有什么问题，再看看主流语言都是怎么解决这些问题的，有什么痛点，再来看rust的解决方法，就水到渠成，能更好地理解了。

考虑一个查找函数：（力扣高手勿喷 ）给一个数组和一个目标值，用循环遍历数组找出等于目标值的元素索引。

fn main() {
    let data = vec![10, 42, 9, 8];
    let v = 42;
    if let Some(pos) = find_pos(data, v) {
        println!("Found {} at {}", v, pos);
    }
}

fn find_pos(data: Vec, v: u32) -> Option {
    for (pos, item) in data.iter().enumerate() {
        if *item == v {
            return Some(pos);
        }
    }
    None
}

在C++中，find_pos是传了一个数组的引用，所以堆上数组还是只有一份，只是引用计数+1了（浅拷贝），而多个调用就会出现多个引用，这些引用是通过专门维护引用的代码来管理的，运行时会带来一定的性能损耗。

在java中，GC是通过追踪式定时查看哪些内存标记不使用了，就会清理掉，同样也会带来运行时性能损耗。

我们可以看出，主流语言都会有一些问题。那rust有什么好方法吗？

有，rust借鉴了C++的move语义，配合使用所有权，高效、优美地解决了以上问题，下面我们来看rust是怎么做到的：

fn main() {
    let data = vec![10, 42, 9, 8];    //data是数组的所有者
    let v = 42;
    if let Some(pos) = find_pos(data, v) {    //data在函数调用时，把所有权移动给函数data`,data自动失去数组所有权，编译器会阻止后续代码访问data
        println!("Found {} at {}", v, pos);
    }
}

fn find_pos(data: Vec, v: u32) -> Option {    //函数作用域开始，data`拥有数组所有权
    for (pos, item) in data.iter().enumerate() {
        if *item == v {
            return Some(pos);
        }
    }
    None
}//    函数作用域结束，data`被丢弃，堆内存被释放

我加了注释，你们应该很容易能看明白，rust通过move移动语义把数组所有权交给了函数参数，在函数里data`拥有数组的所有权，而函数结束时数组也被安全释放。

这里没有使用多个引用，也不用在运行时再去管理引用计数或者定时清理标记未使用内存块，而是在编译期就安全的管理了堆内存。这就是rust优秀的内存管理之一，优雅、高效。只要能编译通过，rust程序一般而言都不会有什么问题，所以我们很多时候都是在和编译器作斗真

来看看rust所有权三大原则：

1. 一个值只能被一个变量拥有，这个变量是这个值的所有者。
2. 一个值在同一时刻只能有一个所有者，所以在函数传参、变量赋值、函数返回等行为，都是旧所有者把所有权移动给新所有者，以符合这一规则。
3. 当所有者离开其作用域，他拥有的值被丢弃，内存安全释放。

所有权虽然很好的解决了多重引用、引用计数管理以及运行时定时检查内存的问题，但是也规定了一个时刻只能有一个变量拥有值，那像上个例子，若我们程序功能要求在函数传参后，需要继续使用原data，还想要使用它指向的数组呢？

这就要用到clone()函数，她可以把数组在内存拷贝一份，然后传回新数组地址给函数调用（深拷贝）：

fn main() {
    let data = vec![10, 42, 9, 8];
    let v = 42;
    if let Some(pos) = find_pos(data.clone()), v) {    //传值给函数的是clone()的新数组，原data可继续使用，编译器不会报错
        println!("Found {} at {}", v, pos);
    }
}

fn find_pos(data: Vec, v: u32) -> Option {    //clone的数组所有权在data`
    for (pos, item) in data.iter().enumerate() {
        if *item == v {
            return Some(pos);
        }
    }
    None
}    //data`离开作用域，clone的数组失效，堆内存被正确释放

当然，如果有需求需要多次clone()，这样深拷贝多个堆数据也不高效，还会用到下一节要说到的copy和borrow等语法。

好了，我们学习了rust很重要的所有权概念，知道了他解决了什么问题，为什么要这么设计，还对比了rust和主流语言的内存管理机制，相信你已经更好理解了所有权，我觉得写rust程序越写越能养成好习惯，因为编译器会不停地督促我写出更健壮的代码 对于今天的内容你有什么看法呢？欢迎在评论区留言讨论！如果觉得文章有用，记得点赞关注加收藏，以后就会第一时间收到文章推送啦 ：D

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