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Rust中不可變變量與const的區(qū)別詳解

更新時(shí)間：2024年02月18日 10:25:50 作者：程序飼養(yǎng)員

Rust作者認(rèn)為變量默認(rèn)應(yīng)該是immutable,即聲明后不能被改變的變量,這一點(diǎn)是讓跨語言學(xué)習(xí)者覺得很別扭,不過這一點(diǎn)小的改變帶來了諸多好處,本節(jié)我們來學(xué)習(xí)Rust中不可變變量與const的區(qū)別,需要的朋友可以參考下

什么是變量？

如果你初次學(xué)習(xí)編程語言，變量會(huì)是一個(gè)比較抽象的概念。
以Rust語言來說，聲明一個(gè)變量就是申請(qǐng)一塊內(nèi)存，內(nèi)存的大小由變量的類型決定，類型我們會(huì)在后面的課程介紹。

let a = "abc";

我們使用let關(guān)鍵字聲明一個(gè)變量a，同時(shí)把abc存放到變量里面。
此時(shí)，我們可以說變量中存儲(chǔ)了abc，也可以說這塊內(nèi)存中存儲(chǔ)了abc。

具體怎么來理解呢？

內(nèi)存就像這個(gè)雞蛋收納盒，我們?yōu)槊恳粋€(gè)蛋格編碼（這個(gè)編碼就相當(dāng)于內(nèi)存地址）。聲明一個(gè)變量a，相當(dāng)于找到一個(gè)空格把它叫做a，同時(shí)把雞蛋放到這個(gè)空格里面。我們可以把任何一個(gè)空格叫做a，它不過是為蛋格的編碼起了一個(gè)別名。

下面這個(gè)圖就描述了我們這段代碼實(shí)際做的事情，把0xBA0F0140到0xBA0F0152這段內(nèi)存叫做變量a，并且存儲(chǔ)了字符串a(chǎn)bc。

let a = "abc";
a = "efg"; // X 此處報(bào)錯(cuò)

我們把在聲明變量a時(shí)賦值了“abc”，就不能再修改這個(gè)變量了。這是Rust的一個(gè)語言特性，如果我們后續(xù)可能會(huì)修改變量a的內(nèi)容，就需要在聲明時(shí)添加上mut關(guān)鍵字，如下：

let mut a = "abc";
a = "efg"; // √

Rust引入mut關(guān)鍵字的有何優(yōu)勢(shì)？

不可變變量可以防止意外修改，從而避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和內(nèi)存錯(cuò)誤。例如，如果一個(gè)變量是不可變的，則無法在多個(gè)線程中同時(shí)修改它，從而避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。
不可變變量可以使代碼更加簡(jiǎn)潔易讀。例如，如果一個(gè)變量是不可變的，則可以明確地表明該變量的值在代碼塊內(nèi)不會(huì)改變，從而使代碼的邏輯更加清晰。
不可變變量可以幫助編譯器進(jìn)行優(yōu)化。例如，如果一個(gè)變量是不可變的，則編譯器可以知道該變量的值在代碼塊內(nèi)不會(huì)改變，從而可以進(jìn)行一些優(yōu)化，例如消除不必要的計(jì)算。
不可變變量是函數(shù)式編程的重要概念。函數(shù)式編程鼓勵(lì)使用不可變變量和純函數(shù)，從而使代碼更加易于理解和測(cè)試。

Rust中不可變變量與const有何區(qū)別？

const MAX_SIZE: usize = 100;

const 關(guān)鍵字用于定義常量。常量與不可變變量類似，但常量在編譯期就確定了值，不能在運(yùn)行時(shí)改變。不可變變量直到運(yùn)行期來能確定下來。

常量具有以下優(yōu)點(diǎn)：

性能: 常量可以幫助編譯器進(jìn)行優(yōu)化。
可讀性: 常量可以使代碼更加易讀。

如何銷毀一個(gè)變量？

聲明變量對(duì)應(yīng)著申請(qǐng)內(nèi)存，銷毀變量也就是釋放對(duì)應(yīng)的內(nèi)存。

Rust中釋放內(nèi)存有非常復(fù)雜的機(jī)制，主要分為兩類：

釋放棧內(nèi)存，離開作用域即使放作用域內(nèi)的變量。
釋放堆內(nèi)存，通常就是由智能指針來釋放內(nèi)存。也是模擬棧內(nèi)存的釋放模式，即在離開作用域時(shí)判斷是否需要釋放內(nèi)存。

內(nèi)存的釋放是Rust的核心內(nèi)容，涉及到所有權(quán)、借用、和生命周期以及智能指針。這些也是Rust的難點(diǎn)，勸退了眾多想嘗試Rust的開發(fā)者。后面我們會(huì)詳細(xì)介紹這一部分。不過接下來我們需要先鋪墊Rust基礎(chǔ)內(nèi)容，以后再探秘這些難點(diǎn)。