Rust 程式設計影片教程對應講解內容－所有權

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所有權是rust語言中最與眾不同的特性，它讓rust無需垃圾回收就可以保證記憶體安全。
計算機語言對記憶體的管理有三種方式：
- 程式設計師自己分配和回收，例如：c/c++。
- 語言自帶GC，例如go語言。
- rust語言為第三種方式，透過所有權系統管理記憶體，編譯器在編譯時根據規則對記憶體使用進行檢查。

３. 棧和堆

棧的操作是先進先出，儲存於棧上的資料編譯時都佔用已知固定的大小。分配方式：直接分配
編譯時大小未知或者是變化的資料在堆上進行儲存。　表示方式：用指標和大小表示

４. 變數作用域
一對花括號表示的範圍，就是作用域，如下：

{
let i = 1;   --------------------------------|
...                                                   |
let j = 2; -------|                               |---i的作用域
...                   |------j的作用域         |
...----------------|--------------------------|  
}

說明：

變數進入它的作用域有效
離開作用域後無效

對於String型別，如：
```
let s = String::from("hello"); 
s.push_str(", world");
```
對於s，其所需要記憶體大小是變化的，因此需要在堆上進行分配。
對於在堆上分配的記憶體，程式語言一般有幾種回收方式：
- 有GC的語言自動回收，如go、java
- 程式設計師手動回收，如c/c++
- rust語言採用：當變數離開它的作用域後，就自動釋放。

因此，在c語言中：

{
    let s = String::from("hello");
    ...
} //自動釋放s，s不再有效

這是一個將 String 需要的記憶體返回給作業系統的很自然的位置：當 s 離開作用域的時候。當變數離開作用域，Rust 為我們呼叫一個特殊的函式。這個函式叫做 drop，在這裡 String 的作者可以放置釋放記憶體的程式碼。Rust 在結尾的 } 處自動呼叫 drop。

移動
例子1：

let x = 5;  //將5繫結到x
let y = x;  //生成一個x的複製繫結到y

由於都是確定的型別，所以在存放在棧中。

例子2:

let s1 = String::from("hello");  //s1在堆上
let s2 = s1;    //移動s1到s2，此後不能再使用s1
println!("{}, world!", s1); //此處要報錯，s1不能再使用

原因：

兩者的存放方式，畫圖是淺複製
如果s1繼續有效，那麼釋放的時候（呼叫drop）會釋放兩次，會發生錯誤，因此這裡s1不能再使用
說明：rust語言預設是淺複製，同時將被複製的變數就會變得無效。

克隆
如果要複製堆上的內容，則使用clone，例子：

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1.clone();
println!("s1 = {}, s2 = {}", s1, s2);

在棧上的資料複製
例如：

let x = 5;
let y = x;
println!("x = {}, y = {}", x, y);  //ok，x，y都在棧上

Rust 有一個叫做 Copy trait 的特殊註解，可以用在類似整型這樣的儲存在棧上的型別上。如果一個型別擁有 Copy trait，一箇舊的變數在將其賦值給其他變數後仍然可用。Rust 不允許自身或其任何部分實現了 Drop trait 的型別使用 Copy trait。
常用的具有Copy trait的有：

所有整數型別，比如 u32。
布林型別，bool，它的值是 true 和 false。
所有浮點數型別，比如 f64。
字元型別，char。
元組，當且僅當其包含的型別也都是 Copy 的時候。比如，(i32, i32) 是 Copy 的，但 (i32, String) 就不是。

函式與作用域
例子1：

fn main() {
let s = String::from("hello");  // s 進入作用域
takes_ownership(s);             // s 的值移動到函式里 ...
                                             // ... 所以到這裡不再有效
let x = 5;                              // x 進入作用域
makes_copy(x);                  // x 應該移動函式里，
                                           // 但 i32 是 Copy 的，所以在後面可繼續使用 x
} // 這裡, x 先移出了作用域，然後是 s。但因為 s 的值已被移走，所以不會有特殊操作

fn takes_ownership(some_string: String) { // some_string 進入作用域
println!("{}", some_string);
} // 這裡，some_string 移出作用域並呼叫 `drop` 方法。佔用的記憶體被釋放

fn makes_copy(some_integer: i32) { // some_integer 進入作用域
println!("{}", some_integer);
} // 這裡，some_integer 移出作用域。不會有特殊操作

例子2：

fn main() {
    let s1 = gives_ownership();         // gives_ownership 將返回值,移給 s1

    let s2 = String::from("hello");     // s2 進入作用域
    let s3 = takes_and_gives_back(s2);  // s2 被移動到takes_and_gives_back 中, 它也將返回值移給 s3
} // 這裡, s3 移出作用域並被丟棄。s2 也移出作用域，但已被移走，所以什麼也不會發生。s1 移出作用域並被丟棄

fn gives_ownership() -> String {             // gives_ownership 將返回值移動給呼叫它的函式
    let some_string = String::from("hello"); // some_string 進入作用域.
    some_string                              // 返回 some_string 並移出給呼叫的函式
}

// takes_and_gives_back 將傳入字串並返回該值
fn takes_and_gives_back(a_string: String) -> String { // a_string 進入作用域
    a_string  // 返回 a_string 並移出給呼叫的函式
}

總結： 將值賦給另一個變數時移動它。當持有堆中資料值的變數離開作用域時，其值將透過 drop 被清理掉，除非資料被移動為另一個變數所有。

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