第九章：智能指针与内存管理

Rust 的所有权系统在编译期确保内存安全，无需垃圾回收。然而，在某些场景下，仅靠栈分配和单一所有权模型不足以表达复杂的程序结构，例如需要堆分配、多个所有者共享数据，或在不可变引用下修改内容。为此，Rust 标准库提供了多种智能指针类型，它们在保持内存安全的同时，扩展了所有权和借用规则的表达能力。

本章将系统介绍 Rust 中核心的智能指针及其背后的内存管理机制。Box<T> 用于将数据分配在堆上，常用于递归类型或转移大对象所有权；Rc<T>（引用计数）允许多个所有者共享同一份数据，适用于单线程环境；而 Arc<T> 是其线程安全版本，支持跨线程共享。当需要在不可变上下文中修改数据时，RefCell<T> 提供内部可变性，通过运行时借用检查绕过编译期限制；类似的，Cell<T> 提供无借用检查的值替换，适用于 Copy 类型。

此外，Mutex<T> 在多线程场景中结合内部可变性与互斥锁，确保线程安全的数据访问。我们将对比这些类型的设计目标与适用边界，帮助你根据并发模型、性能需求和安全性要求做出合理选择。

最后，你将学习如何通过实现 Drop trait 自定义资源清理逻辑，并构建自己的智能指针类型，深入理解 RAII（资源获取即初始化）在 Rust 中的体现。

掌握本章内容，不仅能让你高效管理内存和资源，还能在不牺牲安全性的前提下，灵活应对复杂的数据结构与并发编程需求。