Rust 中的指针和引用有什么区别？

Question

Rust中的指针*和引用&是同一个表示（都是表示一段数据的内存地址）

虽然在编写代码时有什么实际区别？

将 C++ 代码移植到 Rust 时，它们是否可以安全地替换（C++ 指针 --> Rust 指针，C++ 引用 --> Rust 引用）？

Answer 1

Rust 引用只是一个指针，但编译器赋予它们借用语义。当您对对象进行不可变引用时，编译器会确保在派生引用消失之前您无法修改该对象。

Answer 2

尽可能使用引用，必须使用指针。如果您不执行超出编译器可验证范围的 FFI 或内存管理，则不需要使用指针。

引用和指针都存在两种变体。有共享引用 & 和可变引用 &mut。有 const 指针 *const 和 mut 指针 *mut（映射到 C 中的 const 和非常量指针）。然而，引用的语义与指针的语义完全不同。

引用在一个类型和整个生命周期内都是通用的。共享引用以长格式写成 &'a T（其中 'a 和 T 是参数）。 lifetime参数在很多情况下可以是omitted。编译器使用生命周期参数来确保引用的寿命不会超过借用的有效期。

指针没有生命周期参数。因此，编译器无法检查特定指针是否有效。这就是为什么取消引用指针被认为是 unsafe.

当您创建对象的共享引用时，冻结对象（即对象在共享引用存在时变得不可变），除非对象使用某种形式的内部可变性（例如使用 Cell、RefCell、Mutex 或 RwLock）。但是，当您有一个指向对象的 const 指针时，该对象可能仍会在指针处于活动状态时发生变化。

当您有一个对象的可变引用时，您保证可以通过该引用独占访问该对象。访问该对象的任何其他方式要么暂时禁用，要么无法实现。例如：

let mut x = 0;
{
    let y = &mut x;
    let z = &mut x; // ERROR: x is already borrowed mutably
    *y = 1; // OK
    x = 2; // ERROR: x is borrowed
}
x = 3; // OK, y went out of scope

Mut 指针没有这样的保证。

引用不能为空（很像 C++ 引用）。指针可以为空。

指针可以包含适合 usize 的任何数值。初始化一个指针不是unsafe；只是取消引用它。另一方面，产生无效引用被视为 undefined behavior，即使您从未取消引用它也是如此。

如果您有 *const T，您可以使用 as 将其自由转换为 *const U 或 *mut T。你不能用引用来做到这一点。但是，您可以使用 as 转换对指针的引用，并且可以通过取消引用指针（同样是 unsafe）将指针“升级”为引用，然后借用该位置使用& 或 &mut。例如：

use std::ffi::OsStr;
use std::path::Path;

pub fn os_str_to_path(s: &OsStr) -> &Path {
    unsafe { &*(s as *const OsStr as *const Path) }
}

在 C++ 中，引用是“自动解除引用的指针”。在 Rust 中，您通常仍然需要显式取消引用引用。使用 . 运算符时例外：如果左侧是引用，编译器将自动取消引用它（必要时递归！）。但是，指针不会自动解除引用。这意味着如果你想解引用和访问一个字段或方法，你需要写成(*pointer).field或(*pointer).method()。 Rust 中没有 -> 运算符。

Rust 中的指针和引用有什么区别？

What are the differences between a pointer and a reference in Rust?

c++

pointers

rust

reference

porting