rust 中的智能指针类型包括:box:指向堆上值,自动释放对象以防止内存泄漏。rc:允许多个指针指向同一个堆对象,最后一个指针消失时释放对象。arc:与 rc 类似,但支持多线程并发访问。refcell:提供对不可变对象的可变借用,确保一次只有一个线程修改对象。
智能指针的类型
智能指针是一种指向动态分配对象的指针,用于管理其生命周期,防止内存泄漏。Rust 中有以下几种智能指针类型:
Box
- 将值分配在堆上并返回指向该值的智能指针。
- 当智能指针超出作用域时,它会自动释放指向的对象,防止内存泄漏。
let x = Box::new(5);
Rc
- 允许多个智能指针指向同一个堆分配对象。
- 当最后一个智能指针超出作用域时,才会释放指向的对象。
let x = Rc::new(5);
let y = x.clone();
Arc
- 与 Rc 类似,但支持多线程并发访问。
- 可以在不同线程之间安全地共享 Arc 指针。
use std::sync::Arc;
let x = Arc::new(5);
let thread = std::thread::spawn(move || {
println!("{}", x);
});
RefCell
- 提供对不可变对象的可变借用的访问。
- 确保在任何时刻只有一个线程可以修改该对象。
use std::cell::RefCell;
let x = RefCell::new(5);
let mut y = x.borrow_mut();
*y = 6;
实战案例:管理二叉树节点
struct Node {
value: i32,
left: Option<Box<Node>>,
right: Option<Box<Node>>,
}
impl Node {
fn new(value: i32) -> Self {
Self {
value,
left: None,
right: None,
}
}
fn insert(&mut self, value: i32) {
if value < self.value {
if let Some(ref mut left) = self.left {
left.insert(value);
} else {
self.left = Some(Box::new(Node::new(value)));
}
} else {
if let Some(ref mut right) = self.right {
right.insert(value);
} else {
self.right = Some(Box::new(Node::new(value)));
}
}
}
}
let mut root = Box::new(Node::new(10));
root.insert(5);
root.insert(15);
在本例中,Box 智能指针用于管理节点,确保在树被销毁时释放它们。