字符串所有权转移错误分析

题目

字符串所有权转移错误分析

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

所有权转移,移动语义,借用规则

快速回答

以下代码存在所有权错误：

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let s2 = s1;
    println!("{}", s1); // 错误位置
}

核心问题：

• 当 s1 赋值给 s2 时发生所有权转移
• 转移后 s1 变为无效，不能再被使用
• 违反 Rust 所有权规则：值只能有一个所有者

修复方案：

• 使用 clone() 创建深拷贝
• 或改用不可变引用 &s1

错误原理说明

在 Rust 中，String 类型存储在堆上，遵循所有权规则：

• 移动语义：当值被赋值给新变量或作为函数参数传递时，所有权会转移（移动）
• 失效规则：所有权转移后，原变量将立即失效，不能再被访问
• 避免双重释放：此机制防止同一堆内存被多次释放

错误代码分析

fn main() {
    let s1 = String::from("hello"); // s1 获得所有权
    let s2 = s1;                    // 所有权转移给 s2
    println!("{}", s1);            // 错误！s1 已失效
}

编译器会报错：borrow of moved value: `s1`

修复方案与代码示例

方案1：使用 clone() 深拷贝

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1.clone(); // 创建独立副本
println!("{}", s1); // 合法，s1 仍有效

方案2：使用不可变引用（推荐）

let s1 = String::from("hello");
let s2 = &s1;        // 创建只读引用
println!("{}, {}", s1, s2); // 两者均可使用

最佳实践

• 优先使用引用避免所有权转移
• 仅在必要时使用 clone()（有性能开销）
• 对于简单数据（如整数），使用实现了 Copy trait 的类型

常见错误

• 在所有权转移后继续使用原变量
• 误以为赋值操作会创建新副本（实际是移动）
• 在函数调用时忽略参数所有权转移

扩展知识

• Copy trait：基本类型（i32, bool等）自动实现 Copy，赋值时创建副本而非转移所有权
• 借用规则：引用必须遵守
  • 任意时刻只能有一个可变引用或多个不可变引用
  • 引用必须始终有效
• 所有权三原则：
  1. 每个值有且仅有一个所有者
  2. 值在作用域结束时自动释放
  3. 值所有权转移后原变量失效