智慧指標

指標是一種通用概念，指的是包含記憶體位址的變數。這個位址用來指向其他資料。Rust 中最常見的指標是參考，你在第 4 章已經學過。參考以 & 符號表示，並借用它所指向的值。除了指向資料外，它們沒有任何特殊能力，而且沒有額外開銷。

智慧指標 則是類似指標但也具備額外中繼資料與能力的資料結構。智慧指標的概念並非 Rust 獨有：智慧指標起源於 C++，在其他語言中也存在。Rust 在標準函式庫中定義了多種智慧指標，提供超越參考的功能。為了探討這個一般概念，我們會看看幾個不同的智慧指標例子，包括一種 參考計數 的智慧指標型別。這個指標會追蹤擁有者的數量，讓資料可以有多個擁有者，並在沒有擁有者時清理資料。

在 Rust 中，由於擁有權與借用的概念，參考與智慧指標之間還有另一個差異：參考只會借用資料，但在許多情況下，智慧指標會 擁有 它們所指向的資料。

智慧指標通常以 struct 來實作。與一般的 struct 不同，智慧指標會實作 Deref 與 Drop 特徵。Deref 特徵讓智慧指標 struct 的實例能像參考一樣運作，如此你就能撰寫同時可與參考或智慧指標一起運作的程式碼。Drop 特徵讓你自訂智慧指標實例離開作用域時要執行的程式碼。在本章中，我們會討論這兩個特徵，並示範為什麼它們對智慧指標很重要。

由於智慧指標模式是在 Rust 中常見的通用設計模式，本章不會涵蓋所有現有的智慧指標。許多函式庫都有自己的智慧指標，你甚至可以自行撰寫。我們會介紹標準函式庫中最常見的智慧指標：

• Box<T>：在堆上配置值
• Rc<T>：讓資料可被多重擁有的參考計數型別
• Ref<T> 與 RefMut<T>：透過 RefCell<T> 取得的型別，它在執行期而非編譯期強制借用規則

此外，我們還會介紹 內部可變性 模式，該模式讓不可變型別提供能修改內部值的 API。我們也會討論參考循環：它們如何造成記憶體洩漏，以及如何避免。

讓我們開始吧！