rust学习十五.1、智能指针基本概念

本文没有什么需要特别详细阐述的内容，基本都是一些基础性的概念和一些空洞的定义。
一、基本概念

指针 -拥有一个指向一个堆数据的地址的变量。本身是变量，但其数据就是一个地址。
智能指针-一种特别的指针（也是变量），除了指向数据的地址，通常还具有元数据和其它功能。

• 智能指针通常使用结构体实现。智能指针不同于结构体的地方在于其实现了 Deref 和 Drop trait
  
• Deref trait 允许智能指针结构体实例表现的像引用一样，这样就可以编写既用于引用、又用于智能指针的代码
  
• Drop trait 允许我们自定义当智能指针离开作用域时运行的代码
  

关于概念，大概就是这样，没有什么特别的。
二、常见的智能指针

常见的智能指针：

• String
  
• Vec
  
• Box  - 盒子指针,用于在堆上分配值
  
• Rc  - 引用计数指针
  
• Ref  - 不可变引用指针
  
• RefMut -可变引用指针
  

2.1关于String

我们看下String的基本定义：

1. #[derive(PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord)]
2. #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3. #[cfg_attr(not(test), lang = "String")]
4. pub struct String {
5.     vec: Vec<u8>,
6. }

复制代码

说实话，我没有看到看到类似如下的结构：

1. struct xxx{
2.   meta:***
3. }

复制代码

注：这里的"meta"指的结构拥有的元数据，不一定叫meta,可以是任意名称，表示元数据而已。***表示特定的类型
智能指针的特征：有指向数据的地址、有元数据、有额外功能
说实话，不知道为什么rust认为String是智能指针，如果有理由，大概是因为它包含了Vec，而Vec是智能指针。
当然String有额外功能。
 
2.2关于Vec

1. #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2. #[cfg_attr(not(test), rustc_diagnostic_item = "Vec")]
3. #[rustc_insignificant_dtor]
4. pub struct Vec<T, #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator = Global> {
5.     buf: RawVec<T, A>,
6.     len: usize,
7. }

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从这个定义看，向量比String更正规，它有额外的元数据len，至于额外功能不用说了，为了节约篇幅，并没有贴上关联的方法和特质代码。
 
三、智能指针的作用

为什么要定义智能指针，直接用普通的指针不行吗？
结论是，可以用普通指针，但是如果那样，编码会很痛苦。在以下场景中，智能指针有用的：

• 定义递归数据
  
• 辅助实现多线程
  
• 简化内存管理
  

这是目前，我个人认为智能指针的最主要作用,归纳起来其实就是一个：方便编码
如果没有智能指针，那么实现以上三个目的恐怕比较麻烦，尤其是在rust这样的环境中。
以上2，3两点现在只有粗浅的认知，后面会补充有关资料。
作为初学者，如果不能深刻体会这些也是极其正常的。
总之记住：你可以不用智能指针，但是最好还是要用下。看看String，Vec都是智能指针，还有什么不用的理由？
四、小结

rust一直宣称内存安全。但内存安全不代表不使用指针。
当遵循某些规范之后，它们也可以被安全使用。
具体到现实，作为指针的一种，智能指针在rust中大放光芒。
智能指针结合rust的所有权原则，可以避免C++那样可怕指针问题。
智能指针要点三：变量、元数据、额外的功能
其中额外的功能，基于个人理解，主要实现两类功能：处理所有权、其它业务功能
 

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