rust学习十五.4、Rc和RefCell指针
一、媒介作为初学者，在只学习了前面几个章节的时间，我以为rust的所有权规则和它说的是一样的。
但现实上，rust发明人并没有遵循这个规则。按照我的想法，应该是因为如果坚持那样大概编写某些代码会太痛楚，甚至大概根本无法实现。
“大概根本无法实现”这是一个没有去证实的猜想。 不外，我很坚信：如果照旧坚持所有权那一套，大概写某些代码会很痛楚的。
在概览了书籍的15章节之后，这是我得出的初步看法。
Rc和RefCell指针就是违反所有权看法的两个指针：
Rc-一份数据可以有多个所有者
RefCell--允许内部修改数据，当又让你外部看起来不可修改（可以通过编译)
无论如何，固然别扭，这些代价照旧可以忍受的，考虑到C++的问题。
二、定义
Rc -- Reference counter
Rc即引用计数指针，每此增加一个引用，计数+1,反之脱离范围后，引用计数主动减少。当引用计数为0的时间，可以删除这个指针。
RefCell -- Reference Cell
RefCel即引用蜂巢指针,或者是引用指针蜂巢/引用隔间指针，用于封装对内部数据的可变引用。
三、Rc说明及其示例
总之，利用Rc指针，我们可以实现多个变量共享一个Rc指针，实现一些特殊的目的。
但需要注意的是：Rc指针只能用于单线程，或者说不是多线程安全
3.1Rc部分源码
a.定义
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#
#
pub struct Rc<
T: ?Sized,
# A: Allocator = Global,
> {
ptr: NonNull<RcBox<T>>,
phantom: PhantomData<RcBox<T>>,
alloc: A,
}
b.new方法
impl<T> Rc<T> {
#
#
pub fn new(value: T) -> Rc<T> {
// There is an implicit weak pointer owned by all the strong
// pointers, which ensures that the weak destructor never frees
// the allocation while the strong destructor is running, even
// if the weak pointer is stored inside the strong one.
unsafe {
Self::from_inner(
Box::leak(Box::new(RcBox { strong: Cell::new(1), weak: Cell::new(1), value }))
.into(),
)
}
}
}
这个new中有很多不熟悉的内容，需要认真研究下。
但可以看出，这个指针现实至少包罗一个RcBox,包罗了三个部分：strong（强引用），weak(弱引用)，value现实的值.
Cell大要上可以看作只有一个值的结构体。
c.一个重要的函数clone
#
impl<T: ?Sized, A: Allocator + Clone> Clone for Rc<T, A> {
#
fn clone(&self) -> Self {
unsafe {
self.inner().inc_strong();
Self::from_inner_in(self.ptr, self.alloc.clone())
}
}
}
self.inner().inc_strong()大要就是增加计数的意思。
这个clone不是一般印象上深度克隆或者浅拷贝之类，功能可以约莫归纳为：引用计数+1
大要上，源码中还有很多不熟悉，不理解，不外不妨碍大要的理解。
更多的内核代码无法给出，因为有些实现，例如Box是通过编译器处理的。
3.2 示例
这是模仿书本的示例，两个结构共享一个字符串Rc指针
use std::rc::Rc;
fn main() {
rc_test();
}
#
struct student{
name:Rc<String>,
age:i32,
}
fnrc_test(){
let name=Rc::new(String::from("张三"));
let stu1=student{name:Rc::clone(&name),age:20};
println!("{:?}",stu1);
println!("{} 引用次数:{}",name,Rc::strong_count(&name));
let stu2=student{name:Rc::clone(&name),age:21};
println!("{:?}",stu2);
println!("{} 引用次数:{}",name,Rc::strong_count(&name));
}
https://img2024.cnblogs.com/blog/1177268/202501/1177268-20250105105622868-721878927.png
四、RefCell说明及其示例
RefCell 提供了内部可变性，这意味着你可以在不可变上下文中修改数据，而不需要实现 Mutex 或其他同步机制。
它通过运行时借用查抄来实现这一点，而不是编译时查抄。然而，RefCell 也不是线程安全的；它不允许同时从多个线程访问数据
4.1、部分源码
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pub struct RefCell<T: ?Sized> {
borrow: Cell<BorrowFlag>,
// Stores the location of the earliest currently active borrow.
// This gets updated whenever we go from having zero borrows
// to having a single borrow. When a borrow occurs, this gets included
// in the generated `BorrowError`/`BorrowMutError`
#
borrowed_at: Cell<Option<&'static crate::panic::Location<'static>>>,
value: UnsafeCell<T>,
}
除了value，还有两个属性:borrow,borrowed_at
这两个属性都是基于Cell的，Cell定义如下：
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#
#
pub struct Cell<T: ?Sized> {
value: UnsafeCell<T>,
}
Cell根据注解，是rust内部可变能力的原生实现。
borrow主要标记当前变量借用情况，例如是可变借用照旧不可变借用之类的。
borrow_at，如其名，主要标记在代码中，什么地方发生了借用
这两个标记辅助实现借用查抄。
RefCell的两个常用函数：borrow,borrow_mut,分别表示不可变借用和可变借用
我们主要看下borrow_mut
#
#
#
pub fn borrow_mut(&self) -> RefMut<'_, T> {
match self.try_borrow_mut() {
Ok(b) => b,
Err(err) => panic_already_borrowed(err),
}
}
https://img2024.cnblogs.com/blog/1177268/202501/1177268-20250105105106511-104068206.png
五、小结
rust必须屈服于软件工程：即为工程师提供富足的便利性，同时也必须实现一些特定的目标
所以它们推出了Rc和RefCell指针，以便可以实如今别的语言中可以轻易实现的功能。
在别的语言中，希望多个多项共有一个值，或者修改特定对象的内部属性，都是轻而易举的，但是在rust中，变得困难重重。
有了Rc就可以多个共有一个值，有了RefCell就允许修改不可变变量的内部某个值。 Rust为了实现它的目标不得不做出一些牺牲。
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