Rust 的引用类型

原生的引用和可变引用类型我们再熟悉不过了，Rust 代码根本离不开它。但是你真的了解这位老熟人吗？

或许阅读下面的内容，你会有新的理解和收获。

引用（Reference）表示对某个拥有所有权的值的借用（borrow）。我们通过对值使用 & 或 &mut 运算符，或者使用 ref、ref mut 来获取引用。

引用实质上就是一个指针，但它被假定为已对齐的（aligned）、非空的（not null），并且指向包含有效值的内存（pointing to memory containing a valid value）。违反所述任何一条都会导致未定义行为（undefined behavior）。比如 &bool 只能指向包含整数值 1（true）或 0（false）的内存分配，而不能指向包含值 3 的内存分配。

无论被引用者的类型是什么，所有 &T 都实现了以下特征：

• Copy 和 Clone（注意：即使 T 存在 Clone 的实现，此处的 Clone 也不会委托给 T 的实现）
• Deref
• Borrow
• fmt::Pointer

无论被引用者的类型是什么，&mut T 引用都自动实现了上述除 Copy 和 Clone（这是为了防止同时创建多个可变借用）以外所有的特征实现，此外还增加了以下特征：

• DerefMut
• BorrowMut

可以看到，两种引用类型都实现了 Deref，因此它们都算作智能指针。

如果底层类型 T 实现了以下特定的特征，那么 &T 引用也会相应地实现：

• std::fmt 中的所有特征，fmt::Write 除外。其中 fmt::Pointer 无论被引用类型是什么它都会实现
• PartialOrd 与 Ord
• PartialEq 与 Eq
• AsRef
• Fn（另外如果 T: Fn，则 &T 引用也会获得 FnMut 和 FnOnce 实现）
• Hash
• ToSocketAddrs
• Sync

如果底层类型 T 实现了相关特征，&mut T 引用都自动实现了上述除 ToSocketAddrs 以外所有的特征实现，外加以下特征：

• AsMut
• FnMut（另外如果 T: FnMut，则 &mut T 引用也会获得 FnOnce 实现）
• fmt::Write
• Iterator、DoubleEndedIterator、ExactSizeIterator 与 FusedIterator
• TrustedLen
• Send
• io::Write、Read、Seek 与 BufRead

参考资料

• 引用类型的官方文档