Rust 所有權（三）：Borrow - Reference 借用與引用

　　在上一篇文章中給出了一段演示數據移動（Move）的示例代碼：

// 編譯錯誤
fn main() {
    let x = String::from("Hello, World!");
    let y = x;
    println!("{}", x);  // 打印 x
    //             ^ value borrowed here after move
}

　　在第 4 行將 x 賦值給 y 後，變量 x 就變得不可用了。對於這種行爲吧，咬咬牙還能忍。再來看看下面這段代碼：

fn main() {
    let x = String::from("Hello, World!");
    print_length(x);
    println!("{}", x);
    //             ^ Error! value borrowed here after move
}
fn print_length(s: String) {
    println!("Length = {}", s.len());
}

　　第 4 行，使用變量 x 作爲參數來調用函數 print_length，在調用函數後，變量 x 同樣變得不可用了。什麼！？我只是想看一下字符串的長度，就不再讓我使用變量 x 了？這就有點觸及底線了，簡直沒法玩兒了。

　　爲什麼函數調用讓 x 變得不可用？

　　因爲在將變量 x 作爲參數傳遞時，在 x 身上發生了 Move。爲了便於理解，可以將傳參看作是賦值操作。更深層的原因，在調用函數 print_length 時，函數的實際參數會執行入棧操作，作爲 print_length 函數棧幀的組成部分。在將參數 s 入棧時，相當於執行了 s = x 賦值語句，因爲 x 是 Move 而不是 Copy 的，因此所有權發生了移動。

　　但是，我不想要所有權啊！我就是想臨時看看字符串的長度啊！在這種情況下，我們實際上想要的是 “借用 borrow” 數據，而非 “佔有 own” 數據。

　　什麼是借用（Borrow）

　　“借用” 這個詞兒形象地描述了它是如何使用數據的。我可以去圖書館借閱一本《論語》，顯然我不是這本書的所有者，還是要還回圖書館的。同理，我們可以借用字符串，而不讓所有權發生移動。示例：

fn main() {
    let x = String::from("Hello, World!");
    print_length(&x);
    //           ^ 添加了 '&'
    println!("{}", x);
    //             ^ OK
}
fn print_length(s: &String) {
    //             ^ 添加了 '&'
    println!("Length = {}", s.len());
}

　　 此例的代碼與之前版本間的差異在於添加了兩處 '&' 符號。熟悉 C 語言的朋友一眼就能看出來，它是取地址運算符。在 Rust 語言中，“&” 表示借用。借用是用名爲 “Reference（引用）" 的數據結構來實現的，宏觀上可將借用與引用劃等號。引用的數據數據如下所示：

　　該數據結構有兩大核心：一是指向某數據的指針（本質上和 C 語言裏的指針一樣）；二是附加的指針元數據（meta）。C 語言裏的指針是不帶元數據的，只包括純粹的地址信息，在 Rust 裏我們稱其爲 thin 瘦指針。相對應的，Rust 裏的 Reference 因帶有 meta 信息，我們將其稱爲 fat 胖指針，或者叫做 “smart（智能）” 指針。

　　Rust 裏的 Reference 有什麼特別的東西嗎？

　　我們多多少少聽說過，C 語言裏的指針很強大，但也伴隨着高風險。首先，C 指針（其它大多數語言也是）可以爲 NULL。NULL 的發明者說它是價值數十億美元的錯誤，考慮到通貨膨脹及深遠的影響，現在肯定不只這麼多了 :D。其次，你可能不確定指針指向的位置是否仍然有效，數據是否仍然還存儲在那個位置上。

　　Rust 中的 Reference 不允許爲 NULL，或者說在 Rust 語言中沒有 NULL。此外，Rust 依賴所有權規則，它會保證每一個 Reference 都是有效的，不可能出現引用指向的位置是無效的情況。這麼一看，雖說不是那麼方便，但是還行吧。

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