4. Rust中的String、str与所有权

一、前言

前面的章节介绍了Rust中的很多基本基本数据结构，并且常常用到String这个类型，因为它与Rust中的一个核心概念有关：所有权。

所以前面一直没有对它进行解答，而本文的目的，就是深究这个String的底层原理，并以此作为媒介，引出所有权的概念。

二、字符串浅析

从比较宏观的角度去看你经常接触到的软件可以发现，对于控制台程序，你看到的只有字符。

而对于有图形界面的软件（GUI），除了图案、就是各种文字了（字符串）。

从这你便能看出字符串的重要性：无论什么程序，基本都离不开字符串的使用。

在rust中使用字符串，可以用以下代码：

fn main() {
    let s=String::from("hello world");
    println!("{}", s);
}

方式是用String这个crate（箱子、包）中的from函数，来从一个字面量hello world得到一个字符串String类型：

那看到这里你可能觉得有些奇怪了，明明我直接等于一个字符串字面量也可以呀！

比如像下面这样：

fn main() {
    let s="hello world";
    println!("{}", s);
}

这确实是没问题的，但如果你看到编译器自动推导的类型就会发现，此刻的s已经不是String类型了

是不是觉得很奇怪！这里的是&'static str类型，并不是字符串String类型。

这里我们先不管这两个类型之间的区别，仅从现象上看就能说明，字符串字面量的类型就是&' static str

因为编译器推断s的类型是通过右边的字面量来推断的，既然是s是&' static str类型，那么右边的字面量肯定也是&'static str类型才对。

那么就此可以推断出，String::from这个函数的作用就是将一个字符串字面量&'static str类型转换为String类型。

因为经由这个函数之后，编译器就推断出s为String类型了。

注意这个'static的前缀，它实际上并不是类型、而是生命周期标注，static意味着它是静态的、全局可用的，所以其更简洁的类型表示实际上是&str。

那么这两种类型有什么区别呢？

目前来看，最直观的区别就是：String类型是可变的，而&str类型是不可变的。

比如下面的代码：

fn main() {
    let mut s=String::from("hello world");
    s=s+"world"; //正确
    println!("{}", s);
    let mut s="hello world"; //用到变量隐藏特性
    s=s+"test"; //错误
    println!("{}", s);
}

即使你添加了mut关键字，对于&str类型，仍然是不可变的。

原因在于mut指代的是s本身可变，比如你完全可以让s等于一个新的字符串：

let mut s="hello";
s="world"; //s变量本身可变，所以可以重新赋值为新的字符串。
s+"world"; //+运算符的底层逻辑是在s所指向的字符串后拼接、追加新的字符串，由于字符串s的类型为&str，不可变，所以失败

下面我们就要开始分别深度探讨两个几个问题：

• String类型与&str类型到底代表什么意思？
• 为什么两者会有这个特性？

只要搞懂了这两个问题，你对于rust的设计理念认知便又进了一大步，这对于之后的学习是很有帮助的。

因为除了字符串之外，其它很多地方都会用到这个特性，这并非是字符串所独有的。

三、&str与String

首先看到第一个问题： String类型与&str类型到底代表什么意思？

我们要知道&这个符号是可以剥离出来的，实际上应该是：String与str。

其中String代表一个可独立操作的字符串，也就是说，它拥有一个字符串的所有权力，比如下面这段代码：

let mut s=String::from("hello world");

此时变量s就完全拥有了操作这个字符串"hello world"的权利，增、删、改、查均可以，一旦你这个变量s没有了，那么"hello world"这个字符串同样也会在消失，两者是彻底绑定在一起的。

而str这个类型，其意义仅在于你可以用它，比如打印，遍历，查看等等，除此之外，它对字符串本身根本做不了任何改变，因为它不拥有这个字符串。

let mut a="hello world";

比如上面这段代码，即使a变量消失了，这个字符串"hello world"实际上仍然在内存中，并没有消失，因为a并不拥有这个字符串。

所以如果你想要修改一个str类型的变量，你就必须先将其转换为String类型

    let mut a="hello world";
    let mut s=a.to_string();