所有権と借用について(@Rust)

Rustのメモリ管理の特徴の最大の機能と言えるものが所有権ですが、所有権(以下ではほぼ借用についての記述)と参照借用の特徴的なところを簡単なコードで説明できるようにしてみました。まあ、オリジナルのドキュメント読めばわかることですが。

以下のコメントでcase1~4がそれに該当するところです。

case1 : mutableな変数(ここではString型)をmutableで参照借用すると、元の変数は変更ができなくなるし、一度借用したらその後の複数借用もできない。変更を伴うと制限が出てくるのは、所有権に類似してます。

case2 : mutableにできる変数をimmutableで扱う場合は変更される可能性がないので、参照処理はcopyになり尚且つ複数のcopyも許容されます。

case3 : mutableにできない静的領域に格納される変数の場合には参照(&)を付加しなくとも暗黙で参照(copy)できます。文字型(char)はcopy traitを実装しているから。(ヒープを利用するString型のcopyにはclone()を使います)

case4 : 参照と非参照の比較はできないので、参照戻し処理(*の付加)が必要になります。case1でも参照型で使える関数の制限で参照戻しを使っていますが、

fn main() {
    // case1 : borrow in "String":mutable case
    //
    let mut aa = String::from("abc");       // variable length "String"
    let bb = &mut aa;
    bb.push_str("gh");
    let cc = format!("{}{}", "ko", bb);    // Linking "Strings"
    println!("mutable case (bb, cc) : {}, {}", bb, cc);

    //aa += "refa";     // error ; second mutable borrow occurs here, after first borrow you can't change the original content
    *bb += "refb";      // you can't use `+=` on type `&mut String`, use reference return
    println!("updated bb : {}", bb);

    // case2 : immutable case
    //
    let aa_i = String::from("kile");
    let bb_i1 = &aa_i;
    let bb_i2 = &aa_i;
    println!("immutable case (bb_i1, bb_i2) : {}, {}", bb_i1, bb_i2);

    // case3 :  literal(immutable) case in "str"
    //
    let aa_c = "abc";
    let bb_c = aa_c;    // refrence in immutable case, you can eliminate "&"
    //bb_c.push_str("gh");  // "push_str" is not found in `&&str` since bb_c is immutable
    let cc_c = format!("{}{}", "ko", bb_c); // linked output is a "String"
    println!("bb_c, cc_c : {}, {}", bb_c, cc_c);

    // case4 : reference return
    //
    let original = String::from("def");
    let reference = &original;
    if original == *reference {        // comparing "String == &String" causes compile error, if "*" is not used
        println!("equal");
    } else {
        println!("not equal");
    }
}

所有権の本質は、ある変数(ヒープ上の変数、静的領域上の変数に対しては所有権の概念は無い)を変更できるのは所有権を持っている唯一の変数だけだよといっていますが、借用は所有権は移動せずに参照/変更する権利は有すると言うことになります。変更できる借用(可変借用)は実質的には所有権を移動することと同等なので、掛かる制限が出てくると言うことになります。

 

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