智能指针

指针（pointer）是一个包含内存地址的变量的通用概念。这个地址会引用，或者说 “指向”（points at）一些其它数据。Rust 中最常见的指针是第四章介绍的引用（reference）。引用使用 & 符号来表示，而且会借用它们指向的值。它们除了引用数据之外没有任何其他特殊功能，也没有额外开销。

另一方面，智能指针（smart pointers）是一类数据结构，它们的表现类似指针，但是也拥有额外的元数据和功能。智能指针的概念并不为 Rust 所独有；其起源于 C++ 并存在于其它语言中。Rust 标准库中定义了多种不同的智能指针，它们提供了远超引用的功能。为了探索其基本概念，我们来看一些智能指针的例子，这包括引用计数 （reference counting）智能指针类型。这种指针允许数据有多个所有者，它会记录所有者的数量，当没有所有者时清理数据。

在 Rust 中因为引用和借用的概念，引用和智能指针有一个额外的区别：引用只会借用数据，而智能指针在很多时候拥有它们指向的数据。

智能指针通常使用结构体实现。智能指针不同于普通结构体的地方在于它实现了 Deref 和 Drop trait。Deref trait 允许智能指针结构体实例表现得像引用一样，这样就可以编写既用于引用、又用于智能指针的代码。Drop trait 允许我们自定义当智能指针离开作用域时运行的代码。本章会讨论这些 trait 以及为什么它们对智能指针很重要。

考虑到智能指针是一个在 Rust 中经常使用的通用设计模式，本章的内容并不会涉及到所有现存的智能指针。很多库都有自己的智能指针，而且你也可以编写属于你自己的智能指针。这里会讲到标准库中最常用的几种：

• Box<T>，用于在堆上分配值
• Rc<T>，一个引用计数类型，其数据可以有多个所有者
• Ref<T> 和 RefMut<T>，它们是通过 RefCell<T> 访问的。而 RefCell<T> 是一个在运行时而非编译时执行借用规则的类型。

另外我们会讲到内部可变性（interior mutability）模式，这种模式允许一个不可变的类型暴露出能够修改其内部值的 API。我们也会讨论引用循环（reference cycles）是怎样导致内存泄漏的，以及如何避免它们。

让我们开始吧！