如何决定函数输入参数何时应该是引用？

Question

在编写函数时，如何决定是引用输入参数还是使用输入参数？

例如，我应该这样做吗？

fn foo(val: Bar) -> bool { check(val) } // version 1

或者改用引用的参数？

fn foo(val: &Bar) -> bool { check(*val) } // version 2

在客户端，如果我只有第二个版本，但想要消费我的价值，我必须这样做：

// given in: Bar
let out = foo(&in); // using version 2 but wanting to consume ownership
drop(in);

另一方面，如果我只有第一个版本但想保留我的参考，我必须做这样的事情：

// given in: &Bar
let out = foo(in.clone()); // using version 1 but wanting to keep reference alive

那么哪个是首选，为什么？

在做出此选择时是否有任何性能方面的考虑？或者编译器是否使它们在性能方面等效，以及如何使它们等效？

你想什么时候提供两个版本（通过特征）？在那些时候，你如何为这两个函数编写底层实现——你是在每个方法签名中复制逻辑还是有一个代理到另一个？哪个到哪个，为什么？

Answer 1

如果函数需要所有权，你应该按值传递。如果函数只需要引用，则应按引用传递。

当函数不需要工作时通过值fn foo(val: Bar) 传递可能需要用户克隆值。在这种情况下，通过引用传递是首选，因为可以避免克隆。

当函数需要所有权时，通过引用传递fn foo(val: &Bar) 将要求它复制或克隆值。在这种情况下，按值传递是首选，因为它使用户可以控制现有值的所有权是转移还是克隆。该函数不必做出该决定，并且可以避免克隆。

有一些例外，像i32 这样的简单原语可以按值传递而不会造成任何性能损失，并且可能更方便。

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您希望什么时候提供两个版本（通过特征）？

你可以使用Borrow trait：

fn foo<B: Borrow<Bar>>(val: B) -> bool {
    check(val.borrow())
}

let b: Bar = ...;
foo(&b); // both of
foo(b);  // these work

Answer 2

Rust 的目标是在没有内存问题的情况下获得类似于 C/C++ 的性能和语法。为此，它避免了诸如garbage collection 之类的事情，而是强制执行“所有权”和“借用”的特定严格内存模型。这些是 Rust 中的关键概念。我建议阅读 The Rust Book 中的Understanding Ownership。

内存所有权的规则是……

• Rust 中的每个值都有一个称为其所有者的变量。
• 一次只能有一个所有者。
• 当所有者超出范围时，该值将被删除。

强制单一所有者避免了 C 和 C++ 程序典型的大量错误和并发症，同时避免了运行时复杂和缓慢的内存管理。

仅此而已，您无法走得太远，因此 Rust 提供了参考。引用可以让函数安全地“借用”数据而不获取所有权。您可以或者拥有任意数量的不可变引用，或只有一个可变引用。

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当应用于函数调用时，传递一个值会将所有权传递给函数。传递引用是“借用”，保留所有权。

了解所有权、借款以及后来的lifetimes 非常非常重要。但这里有一些经验法则。

• 如果您的函数需要获取数据的所有权，请按值传递。
• 如果您的函数只需要读取数据，请传递引用。
• 如果您的函数需要更改数据，请传递可变引用。

请注意其中没有的内容：性能。让编译器来处理。

假设check 只读取数据并检查它是否正常，它应该有一个引用。所以你的例子是......

fn foo(val: &Bar) -> bool { check(val) }

在客户端，如果我只有第二个版本，但想要消费我的价值......

没有理由需要一个需要引用的函数来做到这一点。如果管理内存是函数的工作，则将所有权传递给它。如果不是，管理你的记忆不是它的工作。

也无需手动调用drop。您只需让变量超出范围，它就会被自动删除。

您希望什么时候提供两个版本（通过特征）？

你不会的。如果一个函数可以获取引用，那么它就没有理由获取所有权。