rust similar concepts comparison

ref vs &

ref annotates pattern bindings to make them borrow rather than move. It is not a part of the pattern as far as matching is concerned: it does not affect whether a value is matched, only how it is matched.
By default, match statements consume all they can, which can sometimes be a problem, when you don’t really need the value to be moved and owned:

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let maybe_name = Some(String::from("Alice"));
// Using `ref`, the value is borrowed, not moved ...
match maybe_name {
    Some(ref n) => println!("Hello, {n}"),
    _ => println!("Hello, world"),
}
// ... so it's available here!
println!("Hello again, {}", maybe_name.unwrap_or("world".into()));
  • & denotes that your pattern expects a reference to an object. Hence & is a part of said pattern: &Foo matches different objects than Foo does.
  • ref indicates that you want a reference to an unpacked value. It is not matched against: Foo(ref foo) matches the same objects as Foo(foo).

Clone vs Copy

Copy 的含义

Copy 的全名是 std::marker::Copy。std::marker 这个模块里面的所有的 trait 都是特殊的。目前稳定的有四个，它们是 Copy、Send、Sized、Sync。它们的特殊之处在于它们是跟编译器密切绑定的，impl 这些 trait 对编译器的行为有重要影响。这几个 trait 内部都没有方法，它们的唯一任务是，给类型打一个“标记”，表明它符合某种约定。

如果一个类型 impl 了 Copy trait，意味着任何时候，我们可以通过简单的内存拷贝(C语言的按位拷贝memcpy)实现该类型的复制，而不会产生任何问题。

一旦一个类型实现了 Copy trait，那么它在变量绑定、函数参数传递、函数返回值传递等场景下，它都是 copy 语义，而不再是默认的 move 语义。

Copy 的实现条件

并不是所有的类型都可以实现Copy trait。Rust规定，对于自定义类型，只有所有的成员都实现了 Copy trait，这个类型才有资格实现 Copy trait。

常见的数字类型、bool类型、共享借用指针&，都是具有 Copy 属性的类型。而 Box、Vec、可写借用指针&mut 等类型都是不具备 Copy 属性的类型。

我们可以认为，Rust中只有 POD(C++语言中的Plain Old Data) 类型才有资格实现Copy trait。在Rust中，如果一个类型只包含POD数据类型的成员，没有指针类型的成员，并且没有自定义析构函数（实现Drop trait），那它就是POD类型。比如整数、浮点数、只包含POD类型的数组等。而Box、 String、 Vec等，不能按 bit 位拷贝的类型，都不属于POD类型。但是，反过来讲，并不是所有的POD类型都应该实现Copy trait。

Clone 的含义

Clone 的全名是 std::clone::Clone。它的完整声明是这样的：

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pub trait Clone : Sized {
    fn clone(&self) -> Self;
    fn clone_from(&mut self, source: &Self) {
        *self = source.clone()
    }
}

它有两个关联方法，其中 clone_from 是有默认实现的，它依赖于 clone 方法的实现。clone 方法没有默认实现，需要我们手动实现。

clone 方法一般用于“基于语义的复制”操作。所以，它做什么事情，跟具体类型的作用息息相关。比如对于 Box 类型，clone 就是执行的“深拷贝”，而对于 Rc 类型，clone 做的事情就是把引用计数值加1。

虽然说，Rust中 clone 方法一般是用来执行复制操作的，但是你如果在自定义的 clone 函数中做点什么别的工作编译器也没法禁止，你可以根据情况在 clone 函数中编写任意的逻辑。但是有一条规则需要注意：对于实现了 Copy 的类型，它的 clone 方法应该跟 Copy 语义相容，等同于按位拷贝。

自动 derive

绝大多数情况下，实现 Copy Clone 这样的 trait 都是一个重复而无聊的工作。因此，Rust提供了一个 attribute，让我们可以利用编译器自动生成这部分代码。示例如下：

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#[derive(Copy, Clone)]
struct MyStruct(i32);

这里的 derive 会让编译器帮我们自动生成 impl Copy 和 impl Clone 这样的代码。自动生成的 clone 方法，就是依次调用每个成员的 clone 方法。

通过 derive 方式自动实现 Copy 和手工实现 Copy 有一丁点的微小区别。当类型具有泛型参数的时候，比如 struct MyStruct{}，通过 derive 自动生成的代码会自动添加一个 T: Copy 的约束。

目前，只有一部分固定的特殊 trait 可以通过 derive 来自动实现。将来 Rust 会允许自定义的 derive 行为，让我们自己的 trait 也可以通过 derive 的方式自动实现。

Cell vs RefCell

  • Cell 是操作T(values), RefCell操作&T(references). Cell get的时候要求T impl Copy。比如String类型没有实现Copy trait, 那么Cell::new(String::from(“Hello”)).get()会报错
  • Cell 在编译器检查，运行时不会panic；RefCell在运行时检查，使用不当会发生panic
  • 一般来说，Cell内部实现会发生内存的分配，性能较之RefCell有点大

AsRef vs Borrow

[WIP]