参考和盒子之间的可变性差异

Question

我试图理解 Rust 指针类型及其与可变性的关系。具体来说，声明一个持有指针且自身可变的变量的方法——即可以指向其他内存，并声明数据本身是可变的——即可以改变通过指针变量的值。

这就是我理解普通引用的工作方式：

let mut a = &5; // a is a mutable pointer to immutable data
let b = &mut 5; // b is an immutable pointer to mutable data

所以a 可以更改为指向别的东西，而b 不能。但是b指向的数据可以通过b改变，而不能通过a改变。 我理解正确吗？

对于问题的第二部分——为什么Box::new 的行为似乎不同？这是我目前的理解：

let mut a = Box::new(5); // a is a mutable pointer to mutable data
let c = Box::new(7); // c is an immutable pointer to immutable data

new 应该返回一个指向一些堆分配数据的指针，但它指向的数据似乎从持有指针的变量继承了可变性，这与示例中这两种可变性状态是独立的引用不同！ Box::new 应该是这样工作的吗？如果是这样，我如何创建指向存储在不可变变量中的堆上​​可变数据的指针值？

Answer 1

首先，您确实了解引用的正确行为方式。 mut a 是一个可变变量（或者，更准确地说，一个可变绑定），而 &mut 5 是一个可变引用，指向一个可变数据（它被隐式分配在堆栈上）。

其次，Box 的行为与引用不同，因为它与引用根本不同。 Box 的另一个名称是拥有/拥有的指针。每个Box 拥有它持有的数据，并且它唯一地这样做，因此这些数据的可变性继承自盒子本身的可变性。所以是的，这正是Box 的工作方式。

另一种可能更实用的理解它的方法是认为Box<T> 完全等同于T，除了固定大小和分配方法。换句话说，Box 提供了值语义：它像任何值一样被移动，它的可变性取决于它所存储的绑定。

有几种方法可以在堆上创建指向可变数据的指针，同时保持指针不可变。最通用的是RefCell：

use std::cell::RefCell;

struct X { id: u32 }
let x: Box<RefCell<X>> = Box::new(RefCell::new(X { id: 0 }));
x.borrow_mut().id = 1;

或者，您可以使用Cell（对于Copy 类型）：

let x: Box<Cell<u32>> = Box::new(Cell::new(0));
x.set(1);

请注意，上述示例使用了所谓的“内部可变性”，除非您确实需要它，否则最好避免使用它。如果你想创建一个内部可变的Box 只是为了保持可变性属性，你真的不应该。它不是惯用的，只会导致句法和语义负担。

您可以在这里找到很多有用的信息：

• Ownership
• References and borrowing
• Mutability
• std::cell - 内部可变性类型

事实上，如果你对可变性等基本问题有疑问，书中可能已经解释过了：)