1 前言
如果你了解C/C++的话，应该对指针非常熟悉了。
指针是一种通用概念，用于表示一个变量，该变量中存储的是某个内存地址。
这个地址指向的是其他某些数据。在 Rust 中最常见的指针类型是引用（reference），引用通过 & 符号表示，它们借用了所指向的数据。引用本身没有任何特殊功能，仅用于指向数据，并且没有额外开销。
而所谓的智能指针，指的便是帮助我们更好的去使用指针的一种类型，你可以将其看作是对指针的一种封装，它可以帮我们记录关于指针的一切数据、并能准确知道它自己应该在合适去释放掉内存，从而减少使用纯指针可能出现的安全风险。
在 Rust 中，由于其所有权与借用的设计理念，引用与智能指针之间还有一个额外的区别：引用只会借用数据，而许多情况下智能指针会拥有它们所指向的数据。
事实上，我们之前的章节中就已经用过一些智能指针，比如最常见的String、Vec。
之所以说它们是智能指针，因为它们内部都指向一块内存，并允许我们对内存执行操作，并且我们不需要关心其内部内存的管理、比如何时去释放它们。
智能指针通常是通过结构体（struct）实现的。与普通结构体不同，智能指针实现了 Deref 和 Drop 这两个 trait。
其中Deref trait 允许智能指针像引用一样使用，因此你可以编写既适用于引用也适用于智能指针的代码。Drop trait 则允许你自定义在智能指针超出作用域时所运行的清理代码。在本章中，我们将讨论这两个 trait，并展示它们对智能指针为何重要。
由于智能指针模式是 Rust 中一种通用的设计模式，而且使用频率很高，因此本章不会涵盖所有现有的智能指针。许多第三方库中都有自定义的智能指针类型，甚至你也可以自己实现一个。我们将重点介绍标准库中最常见的智能指针类型：
Box：用于在堆上分配值Rc：一种引用计数类型，允许多个所有者Ref和RefMut：通过RefCell提供，它在运行时而非编译时强制借用规则
此外，我们还将介绍内部可变性（interior mutability）模式：即一个不可变类型通过提供 API 来允许修改其内部值。我们还会讨论引用循环的问题：它们如何导致内存泄漏，以及如何避免它们。
2 Box 用法
最直接的智能指针是 Box，其类型写作 Box<T>。Box 允许你将数据存储在堆上而不是栈上。栈上只保留一个指向堆数据的指针。
Box 本身没有额外的性能开销，同时它也没有太多额外的功能，平时开发中用的最多的场景如下：
- 当你有一个在编译时大小不确定的类型，并希望在需要确定大小的上下文中使用该类型的值；
- 当你有大量数据并想转移所有权，但又希望在转移过程中不发生数据复制；
- 当你想拥有一个值的所有权，并且你只关心该值是否实现了某个特定 trait，而不关心其具体类型时。
第一种情况出现的经典场景是递归。
第二种情况比较常见，相当于将原本在栈上的数据转移到堆上，此时就只需要复制少量的指针数据节约
第三种情况是所谓的 trait 对象，章节rust中Trait详解中对其有一些简单的介绍，比如一个函数可以接收实现了某个trait的对象，学习了本章之后，我们还可以通过Box实现。
2.1 在堆上存储数据
在讨论 Box 用于堆存储的用法之前，我们先介绍它的语法以及如何与 Box 中的值交互：
fn main() {
let b = Box::new(5);
println!("b = {b}");
}
上面的代码中，我们定义了变量 b，它的值是一个 Box，指向堆上分配的值 5，该程序将输出 b = 5。
在这个例子中，我们访问 Box 中的数据与访问栈上的数据没有任何区别，就像任何拥有所有权的值一样，当 Box 在作用域结束时，它将被释放。
释放过程既包括 Box（栈上存储）本身，也包括它指向的堆数据。
仅仅将一个值放在堆上并没有太大意义，因此你很少会单独这样使用 Box。在绝大多数情况下，将像 i32 这样的值直接放在默认的栈上会更合适，因为它太小了。
2.2 递归类型
所谓递归类型，指的是一个类型本身包含了另一个自己类型的值，这在 Rust 中是个严重的问题。
因为 Rust 需要在编译时知道一个类型所占的空间，然而递归类型的嵌套理论上可以无限进行，因此 Rust 无法确定其所需的空间大小。
但由于 Box 的大小是已知的（将其看作一个指针），因此我们就可以通过在递归类型定义中插入 Box 来使用递归类型。
一个简单的链表类型定义如下：
struct Node {
next: Node,
}
它的其中一个字段指向的是下一个节点，而这样做就会导致rust编译器无法知道这个结构体到底有多大，从而报错：
所以此时我们就需要用Box将其包裹起来，这样这个字段的大小就知道了：一个指针的大小，一般为8字节。
struct Node {
value:i32,
next: Box<Option<Node>>,
}
这里顺便还多包裹了一个Option类型，如果为None就代表这个链表的结束。
而且rust中一个很好的点就是，即使这样写，我们也能像正常使用Node这个类型，几乎可以完全忽视掉Box这个壳子：
比如上面代码中，我直接访问了next这个字段上的value值，而完全看不出有Box的存在，就像一个正常的Node类型一样。
