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@ -21,9 +21,9 @@ int* foo() {
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} // 变量a和c的作用域结束
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```
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这段代码虽然可以编译通过，但是其实非常糟糕，变量`a`和`c`都是局部变量，函数结束后将局部变量`a`的地址返回，但局部变量`a`存在栈中，在离开作用域后，`a`所申请的栈上内存都会被系统回收，从而造成了`悬空指针(Dangling Pointer)`的问题。这是一个非常典型的内存安全问题,虽然编译可以通过，但是运行的时候会出现错误, 很多编程语言都存在。
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这段代码虽然可以编译通过，但是其实非常糟糕，变量 `a` 和 `c` 都是局部变量，函数结束后将局部变量 `a` 的地址返回，但局部变量 `a` 存在栈中，在离开作用域后，`a` 所申请的栈上内存都会被系统回收，从而造成了 `悬空指针(Dangling Pointer)` 的问题。这是一个非常典型的内存安全问题，虽然编译可以通过，但是运行的时候会出现错误, 很多编程语言都存在。
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再来看变量`c`，`c`的值是常量字符串，存储于常量区，可能这个函数我们只调用了一次，也可能我们不再会使用这个字符串，但`xyz`只有当整个程序结束后系统才能回收这片内存。
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再来看变量 `c`，`c` 的值是常量字符串，存储于常量区，可能这个函数我们只调用了一次，也可能我们不再会使用这个字符串，但 `"xyz"` 只有当整个程序结束后系统才能回收这片内存。
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所以内存安全问题，一直都是程序员非常头疼的问题，好在, 在 Rust 中这些问题即将成为历史，因为 Rust 在编译的时候就可以帮助我们发现内存不安全的问题，那 Rust 如何做到这一点呢？
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@ -50,7 +50,7 @@ int* foo() {
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当向堆上放入数据时，需要请求一定大小的内存空间。操作系统在堆的某处找到一块足够大的空位，把它标记为已使用，并返回一个表示该位置地址的 **指针**, 该过程被称为 **在堆上分配内存**，有时简称为 “分配”（allocating）。
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接着，该指针会被推入`栈`中，因为指针的大小是已知且固定的，在后续使用过程中，你将通过栈中的指针，来获取数据在堆上的实际内存位置，进而访问该数据。
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接着，该指针会被推入 **栈** 中，因为指针的大小是已知且固定的，在后续使用过程中，你将通过栈中的 **指针**，来获取数据在堆上的实际内存位置，进而访问该数据。
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由上可知，堆是一种缺乏组织的数据结构。想象一下去餐馆就座吃饭: 进入餐馆，告知服务员有几个人，然后服务员找到一个够大的空桌子(堆上分配的内存空间)并领你们过去。如果有人来迟了，他们也可以通过桌号(栈上的指针)来找到你们坐在哪。
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@ -64,11 +64,11 @@ int* foo() {
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#### 所有权与堆栈
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当你的代码调用一个函数时，传递给函数的参数(包括可能指向堆上数据的指针和函数的局部变量)依次被压入栈中，当函数调用结束时，这些值将被从栈中按照相反的顺序依次移除。
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当你的代码调用一个函数时，传递给函数的参数（包括可能指向堆上数据的指针和函数的局部变量）依次被压入栈中，当函数调用结束时，这些值将被从栈中按照相反的顺序依次移除。
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因为堆上的数据缺乏组织，因此跟踪这些数据何时分配和释放是非常重要的，否则堆上的数据将产生内存泄漏 - 这些数据将永远无法被回收。这就是Rust所有权系统为我们提供的强大保障。
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因为堆上的数据缺乏组织，因此跟踪这些数据何时分配和释放是非常重要的，否则堆上的数据将产生内存泄漏 —— 这些数据将永远无法被回收。这就是 Rust 所有权系统为我们提供的强大保障。
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对于其他很多编程语言，你确实无需理解堆栈的原理，**但是在Rust中，明白堆栈的原理，对于我们理解所有权的工作原理会有很大的帮助**.
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对于其他很多编程语言，你确实无需理解堆栈的原理，但是 **在 Rust 中，明白堆栈的原理，对于我们理解所有权的工作原理会有很大的帮助**。
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@ -100,16 +100,16 @@ let s = "hello"
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#### 简单介绍String类型
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之前提到过，本章会用String作为例子，因此这里会进行一下简单的介绍，具体的String学习请参见[String类型](../compound-type/string-slice.md)。
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之前提到过，本章会用 `String` 作为例子，因此这里会进行一下简单的介绍，具体的 `String` 学习请参见 [String类型](../compound-type/string-slice.md)。
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我们已经见过字符串字面值`let s ="hello"`，s是被硬编码进程序里的字符串值（类型为&str）。字符串字面值是很方便的，但是它并不适用于所有场景。原因有二：
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我们已经见过字符串字面值 `let s ="hello"`，`s` 是被硬编码进程序里的字符串值（类型为 `&str` ）。字符串字面值是很方便的，但是它并不适用于所有场景。原因有二：
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- **字符串字面值是不可变的**，因为被硬编码到程序代码中
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- 并非所有字符串的值都能在编写代码时得知
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例如，字符串是需要程序运行时，通过用户动态输入然后存储在内存中的，这种情况，字符串字面值就完全无用武之地。 为此，Rust 为我们提供动态字符串类型: `String`, 该类型被分配到堆上，因此可以动态伸缩，也就能存储在编译时大小未知的文本。
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可以使用下面的方法基于字符串字面量来创建`String`类型:
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可以使用下面的方法基于字符串字面量来创建 `String` 类型：
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```rust
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let s = String::from("hello");
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```
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@ -135,31 +135,31 @@ let x = 5;
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let y = x;
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```
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代码背后的逻辑很简单, 将 `5 `绑定到变量`x`；接着拷贝`x`的值赋给`y`,最终`x`和`y`都等于`5`,因为整数是Rust基本数据类型，是固定大小的简单值，因此这两个值都是通过自动拷贝的方式来赋值的，都被存在栈中，完全无需在堆上分配内存。
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代码背后的逻辑很简单, 将 `5` 绑定到变量 `x`；接着拷贝 `x` 的值赋给 `y`，最终 `x` 和 `y` 都等于 `5`，因为整数是 Rust 基本数据类型，是固定大小的简单值，因此这两个值都是通过自动拷贝的方式来赋值的，都被存在栈中，完全无需在堆上分配内存。
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可能有同学会有疑问：这种拷贝不消耗性能吗？实际上，这种栈上的数据足够简单，而且拷贝非常非常快，只需要复制一个整数大小(i32，4个字节)的内存即可，因此在这种情况下，拷贝的速度远比在堆上创建内存来得快的多。实际上，上一章我们讲到的Rust基本类型都是通过自动拷贝的方式来赋值的，就像上面代码一样。
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可能有同学会有疑问：这种拷贝不消耗性能吗？实际上，这种栈上的数据足够简单，而且拷贝非常非常快，只需要复制一个整数大小（`i32`，4 个字节）的内存即可，因此在这种情况下，拷贝的速度远比在堆上创建内存来得快的多。实际上，上一章我们讲到的 Rust 基本类型都是通过自动拷贝的方式来赋值的，就像上面代码一样。
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然后再来看一段代码：
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```rust
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let s1 = String::from("hello");
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let s2 = s1;
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```
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此时，可能某个大聪明(善意昵称)已经想到了：嗯，把`s1`的内容拷贝一份赋值给`s2`，实际上，并不是这样。之前也提到了，对于基本类型(存储在栈上)，Rust会自动拷贝，但是`String`不是基本类型，而是存储在堆上的，因此不能自动拷贝。
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此时，可能某个大聪明(善意昵称)已经想到了：嗯，把 `s1` 的内容拷贝一份赋值给 `s2`，实际上，并不是这样。之前也提到了，对于基本类型(存储在栈上)，Rust 会自动拷贝，但是 `String` 不是基本类型，而且是存储在堆上的，因此不能自动拷贝。
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实际上，`String`类型是一个复杂类型，由存储在栈中的堆指针、字符串长度、字符串容量共同组成，其中堆指针是最重要的，它指向了真实存储字符串内容的堆内存，至于长度和容量，如果你有Go语言的经验，这里就很好理解：容量是堆内存分配空间的大小，长度是目前已经使用的大小.
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实际上， `String` 类型是一个复杂类型，由 **存储在栈中的堆指针**、 **字符串长度**、 **字符串容量**共同组成，其中 **堆指针**是最重要的，它指向了真实存储字符串内容的堆内存，至于长度和容量，如果你有 Go 语言的经验，这里就很好理解：容量是堆内存分配空间的大小，长度是目前已经使用的大小。
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总之 `String` 类型指向了一个堆上的空间，这里存储着它的真实数据, 下面对上面代码中的 `let s2 = s1` 分成两种情况讨论：
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1. 拷贝 `String` 和存储在堆上的字节数组
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如果该语句是拷贝所有数据(深拷贝)，那么无论是 `String` 本身还是底层的堆上数据，都会被全部拷贝，这对于性能而言会造成非常大的影响
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2. 只拷贝 `String` 本身
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这样的拷贝非常快，因为在64位机器上就拷贝了`8字节的指针`、`8字节的长度`、`8字节的容量`，总计24字节，但是带来了新的问题，还记得我们之前提到的所有权规则吧？其中有一条就是，一个值只允许有一个所有者，而现在这个值(堆上的真实字符串数据)有了两个所有者：`s1`和`s2`。
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这样的拷贝非常快，因为在 64 位机器上就拷贝了 `8字节的指针`、`8字节的长度`、`8字节的容量`，总计 24 字节，但是带来了新的问题，还记得我们之前提到的所有权规则吧？其中有一条就是： **一个值只允许有一个所有者**，而现在这个值(堆上的真实字符串数据)有了两个所有者：`s1` 和 `s2`。
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好吧，就假定一个值可以拥有两个所有者，会发生什么呢？
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当变量离开作用域后，Rust会自动调用 `drop` 函数并清理变量的堆内存。不过由于两个`String`变量指向了同一位置。这就有了一个问题：当 `s1` 和 `s2` 离开作用域，它们都会尝试释放相同的内存。这是一个叫做 二次释放（double free）的错误，也是之前提到过的内存安全性 bug 之一。两次释放（相同）内存会导致内存污染，它可能会导致潜在的安全漏洞。
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当变量离开作用域后，Rust 会自动调用 `drop` 函数并清理变量的堆内存。不过由于两个 `String` 变量指向了同一位置。这就有了一个问题：当 `s1` 和 `s2` 离开作用域，它们都会尝试释放相同的内存。这是一个叫做 **二次释放（double free）**的错误，也是之前提到过的内存安全性 BUG 之一。两次释放（相同）内存会导致内存污染，它可能会导致潜在的安全漏洞。
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因此，Rust这样解决问题：**当`s1`赋予`s2`后，Rust认为`s1`不再有效，因此也无需在`s1`离开作用域后`drop`任何东西，这就是把所有权从`s1`转移给了`s2`，`s1`在被赋予`s2`后就马上失效了**.
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因此，Rust 这样解决问题： **当 `s1` 赋予 `s2` 后，Rust 认为 `s1` 不再有效，因此也无需在 `s1` 离开作用域后 `drop` 任何东西，这就是把所有权从 `s1` 转移给了 `s2`，`s1` 在被赋予 `s2` 后就马上失效了**。
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再来看看，在所有权转移后再来使用旧的所有者，会发生什么：
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```rust
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@ -169,7 +169,7 @@ let s2 = s1;
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println!("{}, world!", s1);
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```
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由于Rust禁止你使用无效的引用，你会看到以下的错误
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由于 Rust 禁止你使用无效的引用，你会看到以下的错误：
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```console
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error[E0382]: use of moved value: `s1`
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--> src/main.rs:5:28
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@ -186,9 +186,9 @@ error[E0382]: use of moved value: `s1`
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现在再回头看看之前的规则，相信大家已经有了更深刻的理解：
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> 1. Rust 中每一个值都 `有且只有` 一个所有者(变量)
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> 2. 当所有者(变量)离开作用域范围时，这个值将被丢弃
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> 2. 当所有者(变量)离开作用域范围时，这个值将被丢弃(free)
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如果你在其他语言中听说过术语 浅拷贝（shallow copy）和 深拷贝（deep copy），那么拷贝指针、长度和容量而不拷贝数据听起来就像浅拷贝，但是又因为 Rust 同时使第一个变量`s1`无效了，因此这个操作被称为 移动（move），而不是浅拷贝。上面的例子可以解读为 `s1` 被 移动 到了 `s2` 中。那么具体发生了什么，用一张图简单说明：
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如果你在其他语言中听说过术语 **浅拷贝（shallow copy）**和 **深拷贝（deep copy）**，那么拷贝指针、长度和容量而不拷贝数据听起来就像浅拷贝，但是又因为 Rust 同时使第一个变量 `s1` 无效了，因此这个操作被称为 **移动（move）**，而不是浅拷贝。上面的例子可以解读为 `s1` 被 **移动**到了 `s2` 中。那么具体发生了什么，用一张图简单说明：
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<img alt="s1 moved to s2" src="/img/ownership01.svg" class="center" style="width: 50%;" />
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@ -224,13 +224,13 @@ let y = x;
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println!("x = {}, y = {}", x, y);
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```
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但这段代码似乎与我们刚刚学到的内容相矛盾：没有调用 `clone`，不过依然实现了类似深拷贝的效果 - 没有报所有权的错误。
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但这段代码似乎与我们刚刚学到的内容相矛盾：没有调用 `clone`，不过依然实现了类似深拷贝的效果 —— 没有报所有权的错误。
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原因是像整型这样的基本类型在编译时是已知大小的，会被存储在栈上，所以拷贝其实际的值是快速的。这意味着没有理由在创建变量 `y` 后使 `x` 无效（`x`、`y` 都仍然有效）。换句话说，这里没有深浅拷贝的区别，因此这里调用 `clone` 并不会与通常的浅拷贝有什么不同，我们可以不用管它（可以理解成在栈上做了深拷贝）。
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Rust 有一个叫做 `Copy` 的特征，可以用在类似整型这样在栈中存储的类型。如果一个类型拥有 `Copy` 特征，一个旧的变量在被赋值给其他变量后仍然可用。
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那么什么类型是可`Copy` 的呢？可以查看给定类型的文档来确认，不过作为一个通用的规则:**任何基本类型的组合可以是 `Copy` 的，不需要分配内存或某种形式资源的类型是 `Copy` 的**。如下是一些 `Copy` 的类型：
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那么什么类型是可 `Copy` 的呢？可以查看给定类型的文档来确认，不过作为一个通用的规则： **任何基本类型的组合可以是 `Copy` 的，不需要分配内存或某种形式资源的类型是 `Copy` 的**。如下是一些 `Copy` 的类型：
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* 所有整数类型，比如 `u32`。
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* 布尔类型，`bool`，它的值是 `true` 和 `false`。
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Allan Downey
3 years ago