如何解释 Rust 中对可变类型的不可变引用？

Question

如果在我的取消引用链中有 any 不可变引用，我似乎无法改变任何东西。样本：

fn main() {
    let mut x = 42;
    let y: &mut i32 = &mut x; // first layer
    let z: &&mut i32 = &y; // second layer
    **z = 100; // Attempt to change `x`, gives compiler error.

    println!("Value is: {}", z);
}

我收到编译器错误：

error[E0594]: cannot assign to `**z` which is behind a `&` reference
 --> src/main.rs:5:5
  |
4 |     let z: &&mut i32 = &y; // second layer
  |                        -- help: consider changing this to be a mutable reference: `&mut y`
5 |     **z = 100; // Attempt to change `x`, gives compiler error.
  |     ^^^^^^^^^ `z` is a `&` reference, so the data it refers to cannot be written

在某种程度上，这是有道理的，否则编译器将无法阻止对同一变量的多个可变访问路径。

然而，在查看类型时，语义似乎是违反直觉的：

变量 y 的类型为 &mut i32，或者用简单的英语 "A mutable reference to an integer".
变量 z 的类型为 &&mut i32，或者用简单的英语 "An immutable reference to a mutable reference to an integer".
通过取消引用 z 一次（即 *z），我将得到 &mut i32 类型的东西，即与 y 相同类型的东西。但是，再次取消引用此（即 **z）会得到 i32 类型的东西，但不允许我改变该整数。

从本质上讲，引用的类型在某种意义上对我来说是骗人的，因为它们实际上并没有按照他们声称的那样去做。在这种情况下，我应该如何正确阅读参考文献类型，或者我还能如何恢复对该概念的信心？

使用此示例进行测试：

fn main() {
    let mut x = 42;
    let y: &mut i32 = &mut x; // first layer
    let m: &&mut i32 = &y; // second layer
    let z: &&&mut i32 = &m; // third layer
    compiler_builtin_deref_first_layer(*z);
}

fn compiler_builtin_deref_first_layer(v: &&mut i32) {
    compiler_builtin_deref_second_layer(*v);
}

fn compiler_builtin_deref_second_layer(w: &mut i32) {
    println!("Value is: {}", w);
}

后两个函数的参数类型正确。如果我更改其中任何一个，编译器将抱怨类型不匹配。但是，如果我按原样编译示例，则会出现此错误：

error[E0596]: cannot borrow `**v` as mutable, as it is behind a `&` reference

不知何故，对 compiler_builtin_deref_first_layer 的调用似乎没问题，但对 compiler_builtin_deref_second_layer 的调用却不行。编译器错误谈论 **v，但我只看到 *v.

Answer 1

In essence, the types of references in some sense lie to me, as they don't actually do what they claim they do. How should I read types of references properly in this case, or how else can I restore faith in that concept?

在 Rust 中读取引用的正确方法是权限。

一个对象的所有权，当它没有被借出时，允许你对这个对象做任何你想做的事；创建它，销毁它，将它从一个地方移动到另一个地方。你是主人，你可以为所欲为，你掌控着那个物件的生命。

可变引用从所有者那里借用了对象。当可变引用处于活动状态时，它授予对该对象的独占访问权限。没有其他人可以对该对象进行读取、写入或执行任何其他操作。可变引用也可以是调用和独占引用，或独占借用。您必须 return 将对象的控制权交还给原始所有者，但与此同时，您可以随心所欲地使用它。

不可变引用或共享借用意味着您可以与其他人同时访问它。因此，您只能阅读它，没有人可以修改它，否则根据操作发生的确切顺序会出现未定义的结果。

可以对拥有的对象进行可变（或独占）引用和不可变（或共享）引用，但这并不意味着您在通过引用引用对象时拥有该对象。您可以对对象执行的操作受您通过何种引用访问对象的限制。

所以不要把一个&&mut T引用想成"an immutable reference to a mutable reference to T"，然后再想"well, I can't mutate the outer reference, but I should be able to mutate the inner reference."

相反，将其视为 "Someone owns a T. They've given out exclusive access, so right now there's someone who has the right to modify the T. But in the meantime, that person has given out shared access to the &mut T, which means they've promised to not mutate it for a period of time, and all of the users can use the shared reference to &mut T, including dereferencing to the underlying T but only for things which you can normally do with a shared reference, which means reading but not writing."

最后要记住的是，可变或不可变部分实际上并不是引用之间的根本区别。这确实是独占与共享的部分。在 Rust 中，你可以通过共享引用修改某些东西，只要有某种内部保护机制确保一次只有一个人这样做。有多种方法可以做到这一点，例如 Cell、RefCell 或 Mutex.

那么 &T 和 &mut T 提供的并不是真正不可变或可变的访问，尽管它们被这样命名是因为这是它们在不存在的情况下在语言级别提供的默认访问级别任何库功能。但它们真正提供的是共享或独占访问，然后数据类型上的方法可以根据调用者是拥有自有值、独占引用还是共享引用，为调用者提供不同的功能。

因此将引用视为权限；并且它是您通过它获得某些东西的参考，它决定了您可以用它做什么。当您拥有所有权或独占引用时，暂时提供独占或共享引用会阻止您在那些借用的引用仍然存在时可变地访问该对象。

如何解释 Rust 中对可变类型的不可变引用？

How to interpret immutable references to mutable types in Rust?

immutability

mutability

rust

borrow-checker