应用篋：字符串类型借用方法

学习内容

了解和学习Rust语言类型String借用实例

篇目

变量生命周期
错误使用变量实例
借用机制代码实例
题外话
开发工具cargo-hack
参考资料

变量生命周期

　　在官方文档英文解释中，无论是复制特质Copy，还是克隆特质Clone，都使用了动词duplicate，这明确说明了实际运作时，将再产生一份新对象，即：原对象和复制对象。要是没有达到这个目的，就不能称之为复制或者克隆。


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
let instance = String::from("Hello");
let copy_instance = instance;
#}

　　在上面的代码实例里，尽管变量instance和copy_instance是不同的对象，且变量copy_instance是通过所谓”复制“方式产生的，但是它们不能同时使用。这种”复制“没有产生第二个对象，只是改变了对象名称及其内存地址不同而已，所以不是真正的复制功能。

　　下面示意图说明了，从第一行let语句开始到第二行let语句结束，内存数据储存的状态变化过程。

　　在第二个let语句结束以后，变量instance生命周期也就结束了，之后就不能再使用它了。这是因为类型String没有复制特质Copy的实现。要是一种类型实现了复制特质Copy，那么其生命周期还是存在的。

　　例如，类型正整数u8实现了复制特质Copy，使用这种隐式复制方法，该类型就生命周期还是存在的。哪些类型实现了复制特质Copy，请参考Rust语言标准库文档。

　　类型正整数u8或者逻辑类型bool等都是实现了复制特质Copy的典型实例，而字符串String和向量Vec等都是没有实现复制特质Copy`的典型实例。


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
    // File: lib-hello/src/immut/type_ref/mod.rs
    // Function use_u8_type()

    let instance = 42u8;
    println!("{}", instance);
    println!("{:p}", &instance);

    let copy_instance = instance;
    println!("{:p}", &copy_instance);

    println!("{}", instance);
    
#}

错误使用变量实例

　　下面程序在方法main()有三段代码。第一段代码创建一个类型String对象instance；第二段代码是一种复制或者拷贝对象的行为，从上面变量生命周期可以知道，第三段代码的变量instance已经成为没有定义的变量。所以，编译器指出其错误，其含意如上所述。Rust语言使用了“移动（move）”，说明变量生命周期的过程。


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
    // File: ./bin-hello/examples/string_type/string_str/mod.rs
    // #[cfg(feature = "err_01")]

    // move occurs because `instance` has type `std::string::String`,
    // which does not implement the `Copy` trait
    let instance = String::from("hello");

    // The variable `instance` begin to move here
    let copy_instance = instance;
    // The variable `instance` moved here

    // ERROR: The variable `instance` borrowed here after move
    println!("{}", instance);
    println!("{}", copy_instance);

#}

　　该程序输出结果如下：


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
error[E0382]: borrow of moved value: `instance`
  --> bin-hello/examples/string_type_str.rs:27:20
   |
19 |     let instance = String::from("hello");
   |         -------- move occurs because `instance` has type `std::string::String`, which does not implement the `Copy` trait
...
23 |     let copy_instance = instance;
   |                         -------- value moved here
...
27 |     println!("{}", instance);
   |                    ^^^^^^^^ value borrowed here after move
#}

借用机制代码实例

　　下面看看Rust如何实现借用方法。这是典型Rust语言的代码。下面程序在方法main()有三段代码。在该方法里，类型String对象instance和borrow_instance始终是有效的。


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
    // File: ./bin-hello/examples/string_type/string_str/mod.rs
    // #[cfg(feature = "ok")]

    let instance = String::from("Hello");
    let raw_instance = instance.as_str();
    println!("raw_instance = {:p}", raw_instance);

    let borrow_instance: &str = &instance;
    println!("borrow_instance = {:p}", borrow_instance);

    println!("{}", instance);
    println!("{}", borrow_instance);

#}

　　与前面代码实例一样，第一段代码创建一个类型String对象instance；第二段代码也是一种复制或者拷贝对象的行为，但是该对象的类型是引用，这是Rust语言的一种借用机制，所谓”借用“，就是把对象instance的值借过来使用。第三段代码的变量instance和变量borrow_instance还都是可以使用的。

　　下面示意图告诉我们，程序代码对象的内存储存结构。

　　该程序输出结果如下，从这个结果可以看到两个内存是完全一样的，这个内存地址就是原始指针的地址。

───────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────
       │ STDIN
───────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────
   1   │ raw_instance = 0x7fca1bc03680
   2   │ borrow_instance = 0x7fca1bc03680
   3   │ Hello
   4   │ Hello
───────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────

题外话

开发工具`cargo-hack`

　　开发工具cargo-hack解决工具cargo某些限制。工具cargo-hack，目前仅在Linux和macOS上进行过测试。在其他平台上可能无法正常工作。

cargo install cargo-hack

　　对于程序有属性features时，目前工具cargo需要对每一个属性features生成一个命令，而工具cargo-hack只要一个命令就可以运行所有属性features的程序。比如，上面程序examples/string_type_str.rs有两个属性features，这样就要两行不同的命令来执行程序：

clear && cargo run --example string_type_str --features ok | bat -l rs
clear && cargo run --example string_type_str --features err

而使用工具cargo-hack，只需要一行命令：

cargo hack check --example string_type_str --each-feature --no-dev-deps

以软件篋学习Rust语言