第8章智能指针 on 编程那些事儿

01-重温引用

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

内容来源 · Tour of Rust / Rust 语言之旅

原文链接: https://tourofrust.com/90_zh-cn.html

重温引用

引用本质上只是表示内存中某些字节起始位置的数字。它唯一的目的就是表示特定类型的数据存在于何处。引用与数字的不同之处在于，Rust 将验证引用自身的生命周期不会超过它指向的内容（否则我们在使用它时会出错！）。

02-指针

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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指针

引用可以转换成一个更原始的类型，指针(raw pointer)。像数字一样，它可以不受限制地复制和传递，但是Rust 不保证它指向的内存位置的有效性。有两种指针类型：

03-解引用

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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解引用

访问或操作由引用（例如&i32）指向的数据的过程称为解除引用。
有两种方式通过引用来访问或操作数据：

04-运算符 *

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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运算符 *

* 运算符是一种很明确的解引用的方法。

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let a: i32 = 42;
let ref_ref_ref_a: &&&i32 = &&&a;
let ref_a: &i32 = **ref_ref_ref_a;
let b: i32 = *ref_a;

内存细节:

因为 i32 是实现了 Copy 特性的原始类型，堆栈上变量 a 的字节被复制到变量 b 的字节中。

示例代码

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fn main() {
 let a: i32 = 42;
 let ref_ref_ref_a: &&&i32 = &&&a;
 let ref_a: &i32 = **ref_ref_ref_a;
 let b: i32 = *ref_a;
 println!("{}", b)
}

05-运算符 .

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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运算符 .

.运算符用于访问引用的字段和方法，它的工作原理更加巧妙。

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let f = Foo { value: 42 };
let ref_ref_ref_f = &&&f;
println!("{}", ref_ref_ref_f.value);

哇，为什么我们不需要在ref_ref_ref_f之前添加***？这是因为 . 运算符会做一些列自动解引用操作。最后一行由编译器自动转换为以下内容。

06-智能指针

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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智能指针

除了能够使用&运算符创建对现有类型数据的引用之外, Rust 给我们提供了能够创建称为智能指针的类引用结构。
我们可以在高层次上将引用视为一种类型，它使我们能够访问另一种类型. 智能指针的行为与普通引用不同，因为它们基于程序员编写的内部逻辑进行操作. 作为程序员的你就是智能的一部分。
通常，智能指针实现了 Deref、DerefMut 和 Drop 特征，以指定当使用 * 和 . 运算符时解引用应该触发的逻辑。

07-智能不安全代码

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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智能不安全代码

智能指针倾向于经常使用不安全的代码。如前所述，它们是与 Rust 中最低级别的内存进行交互的常用工具。
什么是不安全代码? 不安全代码的行为与普通 Rust 完全一样，除了一些 Rust 编译器无法保证的功能。
不安全代码的主要功能是解引用指针。这意味着将原始指针指向内存中的某个位置并声明“此处存在数据结构！” 并将其转换为您可以使用的数据表示（例如将*const u8 转换为u8）。 Rust 无法跟踪写入内存的每个字节的含义。因为 Rust 不能保证在用作指针的任意数字上存在什么，所以它将解引用放在一个 unsafe { ... } 块中。

08-熟悉的朋友

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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熟悉的朋友

想一想一些我们已经见过的智能指针，例如 Vec<T> 和 String。

Vec<T> 是一个智能指针，它只拥有一些字节的内存区域。 Rust 编译器不知道这些字节中存在着什么。智能指针解释从它管理的内存区域获取数据意味着什么，跟踪这些字节中的数据结构开始和结束的位置，最后将指针解引用到数据结构中，成为一个漂亮干净的可以阅读的接口供我们使用（例如my_vec[3]）。

09-堆分配内存

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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堆分配内存

Box 是一个可以让我们将数据从堆栈移动到堆的智能指针。

解引用可以让我们以人类更容易理解的方式使用堆分配的数据，就好像它是原始类型一样。

10-重温error的使用

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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原文链接: https://tourofrust.com/99_zh-cn.html

重温error的使用

Rust可能有过多的错误表示方法，但标准库有一个通用特性 std::error::Error 来描述错误。

使用智能指针“Box”，我们可以使用类型Box<dyn std::error::Error>作为常见的返回错误类型，因为它允许我们在堆上、高级别的传播错误，而不必知道特定的类型。

11-引用计数

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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原文链接: https://tourofrust.com/100_zh-cn.html

引用计数

Rc 是一个能将数据从栈移动到智能指针。它允许我们克隆其他Rc智能指针，这些指针都具有不可改变地借用放在堆上的数据的能力。

12-共享访问

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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原文链接: https://tourofrust.com/101_zh-cn.html

共享访问

RefCell 是一个容器数据结构，通常由智能指针拥有，它接收数据并让我们借用可变或不可变引用来访问内部内容。当您要求借用数据时，它通过在运行时强制执行 Rust 的内存安全规则来防止借用被滥用

13-线程间共享

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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原文链接: https://tourofrust.com/102_zh-cn.html

线程间共享

Mutex 是一种容器数据结构，通常由智能指针持有，它接收数据并让我们借用对其中数据的可变和不可变引用。这可以防止借用被滥用，因为操作系统一次只限制一个 CPU 线程访问数据，阻塞其他线程，直到原线程完成其锁定的借用。

14-组合智能指针

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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组合智能指针

智能指针看起来可能会存在一些限制，但是我们可以做一些非常有用的结合。

Rc<Vec<Foo>> - 允许克隆多个可以借用堆上不可变数据结构的相同向量的智能指针。

15-第8章 - 总结

Mon, 17 Aug 2026 22:00:00 +0800

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第8章 - 总结

智能指针是 Rust编程中经常使用的，它可以让我们不必重新创建非常常见的内存使用范式。有了它，您可以准备好应对最艰难的挑战了！现在我们掌握了 Rust 的基础，让我们来谈谈如何编写更庞大的项目。在下一章中，我们将摆脱一个文件包含所有代码的束缚。

第8章 智能指针 on 编程那些事儿

01-重温引用

重温引用

02-指针

指针

03-解引用

解引用

04-运算符 *

运算符 *

示例代码

05-运算符 .

运算符 .

06-智能指针

智能指针

07-智能不安全代码

智能不安全代码

08-熟悉的朋友

熟悉的朋友

09-堆分配内存

堆分配内存

10-重温error的使用

重温error的使用

11-引用计数

引用计数

12-共享访问

共享访问

13-线程间共享

线程间共享

14-组合智能指针

组合智能指针

15-第8章 - 总结

第8章 - 总结

第8章智能指针 on 编程那些事儿