【RUST】Ch15 智能指针(Smart Pointers)

指针，通常是指一个包含内存地址的变量。这个地址通常引用，或者说指向其他数据。在Rust中，最常见的指针类型就是引用（reference），其已经在第4章中介绍。引用会被 & 符号所标明，同时从他们所指向的数据中借出值。跟引用指向的数据相比较，引用并没有任何特殊能力。 同时，引用也没有我们通常所使用的指针所带来的开销。

在另一方面，智能指针不仅仅是一种行为看起来像指针的数据结构，也同时拥有额外的元数据和能力。智能指针的概念不仅仅只存在于rust中，它起源于C++，也存在于其他语言中。 在Rust中，标准库中定义的不同的智能指针的能力超出了引用所提供的能力。我们在本章中学习的‘引用计数’智能指针就是一个列子。这种指针通过保存拥有者的总数来使得你有多个数据拥有者，同时，当没有拥有者时，则清楚数据.

在rust中，我们使用了拥有者和借出的概念。引用和智能指针的一个额外区别是，引用仅仅是用来借数据的指针，相反的，在很多场景中，智能指针对他们指向的数据有拥有权

在本书中，我们已经遇到过几种智能指针来，比如第八章中的String和Vec<T>，虽然当时我们还没有把它们叫做智能指针。这两种其实都是智能指针，因为它们拥有自己的内存且允许你操作它们。它们也拥有一些元数据（比如容量），并且额外的能力或者约束（比如String确保了它的内容一定是合法的UTF-8）

智能指针一般都通过结构体来实现。与普通的结构体的区别是，智能指针实现了Deref和Drop特征。Deref特征使得一个智能指针的实列的行为跟引用一致，这样使得在引用上工作的代码，移植到智能指针后依然适用。Drop特征则允许你在智能指针的实列在界限外能够自定义一些行为。在本章中，我们会讨论上述两个特征并展示为什么他们对智能指针如此重要。

Rust中，使用智能指针是一种常见的设计模式。本章中并不会覆盖智能指针的每个方面，有很多库实现了自己的智能指针，当然你也可以自己实现。本章会覆盖标准库中的大多数常见的智能指针：

• Box<T> 用于在堆上分配值
• Rc<T> 开启多个ownership的引用计数类型
• Ref<T>和RefMut<T>, 通过RefCell<T>访问，一种在运行时而不是编译时强制借出规则。

除此之外，我们也会涉及到内部可变性模式，用于暴露一个改变内部值到API。我们也会讨论引用循环：引用循环如何导致内存泄露以及如何防止。

让我们开始吧。