引用类型的Copy和Clone

引用类型是可Copy的,所以引用类型在Move的时候都会Copy一个引用的副本,Copy前后的引用都指向同一个目标值,这很容易理解。


#![allow(unused)]
fn main() {
let a = "hello world".to_string();

// b和c都是a的引用
let b = &a;
let c = b;  // Copy引用
}

引用类型也是可Clone的(实现Copy的时候要求也必须实现Clone,所以可Copy的类型也是可Clone的),但是引用类型的clone()需注意。

例如:


#![allow(unused)]
fn main() {
struct Person;

let a = Person;
let b = &a;
let c = b.clone();  // c的类型是&Person
}

如果使用了clippy工具检查代码,clippy将对上面的b.clone()给出错误提示:

using `clone` on a double-reference; this will copy the reference of type `&strategy::Strategy::run::Person` instead of cloning the inner type

提示说明,对引用clone()时,将拷贝引用类型本身,而不是去拷贝引用所指向的数据本身,所以变量c的类型是&Person。这里引用的clone()逻辑,看上去似乎没有问题,但是却发出了错误提示。

但如果,在引用所指向的类型上去实现Clone,再去clone()引用类型,将没有错误提示。


#![allow(unused)]
fn main() {
#[derive(Clone)]
struct Person;

let a = Person;
let b = &a;
let c = b.clone();  // c的类型是Person,而不是&Person
}

注意上面b.clone()得到的类型是引用所指向数据的类型,即Person,而不是像之前示例中的那样得到&Person

前后两个示例的区别,仅在于引用所指向的类型Person有没有实现Clone。所以得到结论:

  • 没有实现Clone时,引用类型的clone()将等价于Copy,但cilppy工具的错误提示说明这很可能不是我们想要的克隆效果
  • 实现了Clone时,引用类型的clone()将克隆并得到引用所指向的类型

同一种类型的同一个方法,调用时却产生两种效果,之所以会有这样的区别,是因为:

  • 方法调用的符号.会自动解引用
  • 方法调用前会先查找方法,查找方法时有优先级,找得到即停。由于解引用的前和后是两种类型(解引用前是引用类型,解引用后是引用指向的类型),如果这两种类型都实现了同一个方法(比如clone()),Rust编译器将按照方法查找规则来决定调用哪个类型上的方法,参考(https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/method-lookup.html?highlight=lookup#method-lookup)

为什么clone引用的时候,clippy工具会提示这很可能不是我们想要的行为呢?一方面,拷贝一个引用得到另一个引用副本是很常见的需求,但是这个需求有Copy就够了,另一方面,正如clippy所提示的,能够拷贝引用背后的数据也是非常有必要的。

例如,某方法要求返回Person类型,但在该方法内部却只能取得Person的引用类型(比如从HashMap的get()方法只能返回值的引用),所以需要将引用&Person转换为Person,直接解引用是一种可行方案,但是对未实现Copy的类型去解引用,将会执行Move操作,很多时候这是不允许的,比如不允许将已经存入HashMap中的值Move出来,此时最简单的方式,就是通过克隆引用的方式得到Person类型。

提醒:正因为从集合(比如HashMap、BTreeMap等)中取数据后很有可能需要对取得的数据进行克隆,因此建议不要将大体量的数据存入集合,如果确实需要克隆集合中的数据的话,这将会严重影响性能。

作为建议,可以考虑先将大体量的数据封装在智能指针(比如Box、Rc等)的背后,再将智能指针存入集合。

其它语言中集合类型的使用可能非常简单直接,但Rust中需要去关注这一点。