morning-start Rust Mutability - Layer 1
核心问题
为什么这个数据需要变化？
元认知追溯
问题 → Layer 1: mut 语法
↓
是否必须可变? → Layer 2: 设计选择
↓
为什么需要变化? → Layer 3: 领域约束
可变性模式
顶层可变性
let mut x = 5;
x += 1; // 直接修改
fn increment(x: &mut i32) {
*x += 1;
}
内部可变性 - Cell
use std::cell::Cell;
// T 必须实现 Copy
let cell = Cell::new(42);
cell.set(100); // 获取内部值并设置新值
println!("{}", cell.get()); // 100
内部可变性 - RefCell
use std::cell::RefCell;
let cell = RefCell::new(vec![1, 2, 3]);
// 运行时借用检查
cell.borrow_mut().push(4);
println!("{:?}", cell.borrow());
内部可变性 - UnsafeCell
use std::cell::UnsafeCell;
// 编译器信任的 unsafe 内部可变性
unsafe {
let cell = UnsafeCell::new(42);
*cell.get() = 100;
}
选择指南
| 场景 | 推荐 | 说明 |
|---|---|---|
| Copy 类型，局部变量 | Cell | 无引用开销 |
| 需要引用，运行时检查 | RefCell | 借用规则运行时检查 |
| unsafe 上下文 | UnsafeCell | 信任开发者 |
| 跨线程可变 | Mutex / RwLock | 线程安全 |
常见错误
E0596 - 可变借用错误
let x = 5;
let y = &x;
// *y = 10; // 错误：y 是不可变借用
// 解决
let mut x = 5;
let y = &mut x; // OK
借用冲突
let cell = RefCell::new(vec![1, 2, 3]);
let r1 = cell.borrow();
// let r2 = cell.borrow(); // 运行时 panic：同时借用
drop(r1);
let r2 = cell.borrow(); // OK
与其他技能关联
- 所有权：可变借用影响所有权转移
- 线程安全：多线程需要
Mutex/RwLock
资源索引
注意事项
- 优先使用不可变设计，需要时才用可变
Cell<T>仅适用于Copy类型RefCell有运行时开销，慎用- 跨线程场景使用
Mutex/RwLock