Rust borrow

2025-05-18

是的,你的理解完全正确!我们来总结一下最佳实践:
Yes, you understand it exactly! Let’s summarize the best practices

1. Basic types (u32/u64/i32/f64/bool/char, etc.)

  • 直接传值(因为它们实现了 Copy,复制成本极低)
  • 例如:
  • Directly pass values (because they implement Copy, the copying cost is extremely low)
  • For example:
    fn foo(x: u32) {}  // 直接传值
    let num = 42;
    foo(num);  // 复制,不会移动
    foo(num);  // 可以多次调用
    

2. StringVec、自定义结构体(非 Copy 类型)

  • 优先借用(&str/&[T]/&T(避免不必要的克隆)
  • 例如:

2. String, Vec, custom structures (non Copy types)

  • Prefer borrowing (&str/&[T]/&T) (avoid unnecessary cloning)
  • For example
       fn foo(s: &str, v: &[f64]) {}  // 借用
       let s = String::from("hello");
       let v = vec![1.0, 2.0];
       foo(&s, &v);  // 借用,所有权仍保留
       foo(&s, &v);  // 可重复借用
    

3. 需要修改数据时

  • 用可变借用(&mut T):
  • 3. When data needs to be modified

  • Use mutable borrow (&mut T):
       fn modify(v: &mut Vec<f64>) {
           v.push(3.0);
       }
       let mut prices = vec![1.0, 2.0];
       modify(&mut prices);  // 可变借用
    

4. 需要所有权时(如存入结构体或线程)

  • 直接传值 + 必要时调用 .clone()

    4. When ownership is needed (such as storing in a structure or thread)

  • Pass the value directly + call .clone() if necessary:
       struct Processor { data: String }
       fn new_processor(data: String) -> Processor {
           Processor { data }  // 需要所有权
       }
       let s = String::from("data");
       let p = new_processor(s.clone());  // 显式克隆
    

Correctness analysis of your code

fn analyze_trend(key: &str, key_group: u32) -> Result<(), BinanceError> {
    let prices: Vec<f64> = RedisUtil::lrange(key, -1440, -1)?;  // prices 是 Vec

    // key_group: u32 → 直接传值(Copy)
    retrcements_rebounds(key_group, &prices)?;  // &prices 借用 Vec
    untie_trend(key_group)?;                    // key_group 复制
    variance_std_dev(key_group, &prices)?;      // &prices 再次借用

    Ok(())
}
  • key_group: u32:直接传值(高效复制)。
  • &prices:借用 Vec(避免复制大数据)。
  • key: &str:借用字符串(比 String 更灵活)

  • key_group: u32: pass value directly (efficient copy).
  • &prices: borrow Vec (avoid copying large data).
  • key: &str: borrow string (more flexible than String).

Why is it designed like this?

  • 性能:基本类型复制比借用更快(u32 复制只需 4 字节拷贝,而借用需要指针解引用)。
  • Performance: Copying primitive types is faster than borrowing
  • 清晰性Copy 类型直接传值更直观,非 Copy 类型用借用明确所有权。
  • Clarity: Copy type directly passes the value more intuitively
  • 安全:Rust 的借用检查器会确保没有悬垂引用。
  • Safety: Rust’s borrow checker ensures there are no dangling references.

Your code already follows Rust best practices! 🚀

problem

  • 如果是可变借用的话,例如是A函数的数据被B函数借用后修改,此时A函数的数据会同步修改吗?

是的!在 Rust 中,可变借用(&mut T 允许被借用方(B 函数)修改数据,并且这些修改会直接反映到原数据(A 函数中的变量),因为 Rust 的可变借用是直接操作原始数据的引用。

Yes! In Rust, mutable borrow (&mut T) allows the borrower (B function) to modify the data, and these modifications will be directly reflected in the original data (the variable in A function), because Rust’s mutable borrow is a reference to the original data directly operated.


📌 Key Behaviors of Mutable Borrowing

1. 可变借用会同步修改原数据

1. Mutable borrowing will modify the original data synchronously

fn main() {
    let mut data = vec![1, 2, 3];  // A 函数(或作用域)的数据
    
    modify_data(&mut data);         // B 函数可变借用并修改
    
    println!("{:?}", data);        // 输出: [1, 2, 3, 4](已被修改)
}

fn modify_data(v: &mut Vec<i32>) {  // B 函数接收可变借用
    v.push(4);                      // 修改直接影响原数据
}
  • datamodify_data 中被修改后,main 中的 data 也会同步变化
  • After data is modified in modify_data, data in main will also change synchronously.

2. 可变借用的排他性

2. Exclusiveness of Mutable Borrowing

Rust 的所有权规则保证:

Rust’s ownership rules ensure that:

  • 同一时间只能有一个可变借用(不能同时有多个 &mut)。
  • 可变借用期间,原数据不能被其他代码访问(防止数据竞争)。

    • Only one mutable borrow can be used at a time (you cannot have multiple &mut at the same time).
  • During a mutable borrow, the original data cannot be accessed by other code (to prevent data contention).
let mut x = 42;
let r1 = &mut x;
// let r2 = &mut x;  // 错误!同一时间只能有一个 &mut
// println!("{}", x); // 错误!x 正在被可变借用

🔄 可变借用 vs 不可变借用

🔄 Mutable vs. Immutable Borrows

行为 可变借用 (&mut T) 不可变借用 (&T)
能否修改数据 ✅ 可以 ❌ 不能
能否多次借用 ❌ 同一时间只能有一个 ✅ 可以同时有多个
原数据是否同步修改 ✅ 是 ❌ 否

🛠 可变借用的典型使用场景

🛠 Typical use cases for mutable borrowing

1. 函数内部修改外部数据

1. Modify external data inside the function

fn add_item(list: &mut Vec<String>, item: String) {
    list.push(item);  // 修改直接影响外部数据
}

2. 跨作用域修改数据

2. Modify data across scopes

let mut score = 100;
{
    let score_ref = &mut score;
    *score_ref -= 20;  // 修改 score
}
println!("{}", score); // 输出: 80

3. 结构体方法修改自身

3. Structure method modifies itself

impl Player {
    fn take_damage(&mut self, damage: u32) {
        self.health -= damage;  // 修改结构体字段
    }
}

⚠️ 常见错误

错误示例:违反借用规则

⚠️ Common Mistakes

Example of Mistake: Violating Borrowing Rules

let mut items = vec!["a", "b"];
let first = &items[0];       // 不可变借用
items.push("c");             // 错误!同时存在不可变借用和可变借用
// println!("{}", first);    // 如果 push 能运行,first 可能指向无效内存

Rust 会阻止这种操作,因为:

  1. first 是不可变借用,预期数据不被修改。
  2. push 需要可变借用,可能触发内存重新分配,导致 first 悬垂。


    Rust will prevent this operation because:
  3. first is an immutable borrow and the data is not expected to be modified.
  4. push requires a mutable borrow and may trigger memory reallocation, causing first to dangle.

✅ 总结

  • 可变借用 (&mut T) 会直接修改原数据,所有持有该数据引用的地方都会看到变更。
  • Rust 通过严格的借用检查确保:
    • 可变借用的排他性(无数据竞争)。
    • 修改的同步性(原数据始终有效)。
  • 设计函数时:
    • 如果函数需要修改输入数据,用 &mut T
    • 如果只是读取,用 &T
    • 如果是 Copy 类型(如 u32),直接传值更高效。

你的理解完全正确! 🎉

✅ Summary

  • Mutable borrow (&mut T) will modify the original data directly, and all places holding references to the data will see the changes.
  • Rust ensures through strict borrow checking:
  • Exclusivity of mutable borrows (no data competition).
  • Synchronization of modifications (the original data is always valid).
  • When designing functions:
  • If the function needs to modify the input data, use &mut T.
  • If it is just reading, use &T.
  • If it is a Copy type (such as u32), it is more efficient to pass the value directly.

Your understanding is completely correct! 🎉