2.2 所有權：Rust 的核心#

這是 Rust 最重要的概念#

本書 1.2 節說過，Rust 的安全建立在所有權上。這一節把最核心的規則講清楚——理解了這一節，80% 的「為什麼編譯不過」都會有答案。

三條規則#

每個值在任一時刻都有唯一的主人（owner）
主人離開作用域時，值自動釋放（呼叫 drop）
賦值與傳參預設是「搬移（move）」——所有權轉移，原變數失效

搬移（Move）：預設行為#

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let s2 = s1;                 // 所有權從 s1 搬到 s2
    // println!("{}", s1);       // ← 編譯錯誤！s1 已經不是主人了
    println!("{}", s2);          // ✓
} // s2 離開作用域，記憶體在這裡釋放（且只釋放一次）

為什麼要這樣設計？String 的資料存在堆積（heap）上，如果 s1 和 s2 都當自己是主人，作用域結束時會釋放兩次（double free，C/C++ 的經典錯誤）。Rust 的解法：搬移之後原主人直接失效，double free 在語言層面不可能發生。

flowchart LR
    A[s1 擁有堆積資料] -->|let s2 = s1| B[s2 擁有堆積資料]
    B --> C[s1 失效<br/>double free 不可能發生]

Copy：小型型別的例外#

整數、浮點數、布林、字元等存在堆疊上的小型型別，賦值時是複製（Copy）而非搬移：

let a = 5;
let b = a;        // Copy：a 仍然有效
println!("{} {}", a, b);   // ✓

判斷法：有堆積資料的型別（String、Vec、HashMap）是 Move；純堆疊型別（整數、float、bool、char）是 Copy。 編譯器會告訴你，不用背。

借用（Borrow）：不拿所有權，只是參考#

如果每次傳參都要把所有權搬走，用一次就不能再用，太不方便。解法是借用：用 & 表達「我只是借用，不擁有」：

fn main() {
    let s = String::from("hello");

    let len = calculate(&s);   // 借用 s，不拿走所有權
    println!("{} 長度 {}", s, len);  // ✓ s 還能用
}

fn calculate(s: &String) -> usize {
    s.len()
} // s 是借用，離開作用域不會釋放資料（它不是主人）

借用有兩種：

	不可變借用 `&T`	可變借用 `&mut T`
能讀嗎	✓	✓
能寫嗎	✗	✓
同時能有幾個	多個	只能一個

借用檢查器的兩條鐵律#

同一時間，要嘛多個不可變借用，要嘛一個可變借用——不能同時有
借用的壽命不能超過被借用者（資料主人）

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");

    let r1 = &s;
    let r2 = &s;        // ✓ 多個不可變借用
    println!("{} {}", r1, r2);

    let r3 = &mut s;    // ✓ 上面用完了（NLL），現在可以借用可變
    r3.push_str(" world");
    // let r4 = &s;  // 若同時還有 &mut s 在用，這裡就編譯錯誤
}

這兩條鐵律在編譯期消滅了資料競爭（data race）——兩個人同時改同一份資料的問題，在 Rust 裡編譯不過。這也是 Rust 號稱「fearless concurrency（無懼並行）」的根基。

適應期的建議#

編譯錯誤時，認真讀錯誤訊息——Rust 的錯誤訊息出名的詳細，通常直接告訴你怎麼改
被搬移之後還想用？要嘛 clone（s.clone()，明確的複製成本），要嘛改用借用
前幾週覺得「編譯器在找麻煩」是正常的；幾週後你會發現自己主動設計出所有權清晰的程式

本章小結#

三條規則：唯一主人、離開作用域自動釋放、賦值傳參預設 Move
有堆積資料是 Move，純堆疊型別是 Copy（編譯器會告訴你）
借用 &：不拿所有權，只用一下
借用鐵律：多個不可變借用 XOR 一個可變借用——編譯期消滅資料競爭
卡住時讀錯誤訊息，clone() 是明確的逃生口

想一想#

為什麼 let s2 = s1 之後 s1 不能用？這避免了什麼 C/C++ 的錯誤？
「多個讀者 XOR 一個寫者」這條鐵律，消滅了哪一類的並行錯誤？
什麼時候該用借用、什麼時候該搬移、什麼時候 clone？判斷標準是什麼？