3.2 移动语义与复制语义

在 Rust 中，当一个值被赋给另一个变量或作为参数传递给函数时，其所有权可能被移动（move）或复制（copy）。这一行为取决于该值的类型是否实现了 Copy trait。

移动语义（Move）

对于存储在堆上的复杂类型（如 String、Vec<T> 等），Rust 默认采用移动语义。这意味着当变量被赋值给另一个变量时，所有权会从原变量转移到新变量，原变量将不再有效。

例如：

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1; // 所有权从 s1 移动到 s2

// println!("{}", s1); // 编译错误：s1 已失效
println!("{}", s2); // 正常工作

这种设计防止了多个所有者同时持有同一块堆内存，从而避免了双重释放（double free）等内存安全问题。移动操作本身不涉及堆数据的复制，仅转移栈上的指针、长度和容量信息，因此开销极小。

复制语义（Copy）

对于简单的、存储在栈上的类型（如整数、浮点数、布尔值、字符等），Rust 允许它们在赋值时被复制而非移动。这些类型都实现了 Copy trait。

let x = 5;
let y = x; // x 被复制，x 和 y 都有效

println!("x = {}, y = {}", x, y); // 正常输出

由于栈上数据的复制成本很低，且不会引发内存安全问题，Rust 默认对这类类型启用复制语义。

哪些类型实现了 Copy？

一般来说，以下类型是 Copy 的：

• 所有整数类型（i32、u8 等）
• 布尔类型（bool）
• 浮点类型（f32、f64）
• 字符类型（char）
• 元组，但仅当其所有元素都是 Copy 类型时（如 (i32, bool) 是 Copy，而 (i32, String) 不是）

你不能为包含堆分配数据（如 String 或 Vec<T>）的类型实现 Copy，因为这可能导致浅拷贝带来的悬垂指针或双重释放问题。

函数调用中的移动与复制

当将变量传入函数时，同样遵循移动或复制规则：

fn takes_ownership(s: String) {
    println!("{}", s);
} // s 离开作用域并被 drop

fn makes_copy(x: i32) {
    println!("{}", x);
} // x 是 Copy 类型，离开作用域无影响

let s = String::from("hello");
takes_ownership(s); // s 被移动，之后不可用

let x = 5;
makes_copy(x); // x 被复制，之后仍可用
println!("{}", x);

小结

Rust 通过区分移动和复制语义，在保证内存安全的同时兼顾性能。移动适用于堆分配的复杂类型，防止资源竞争；复制适用于轻量级栈类型，提供便利性。理解何时发生移动、何时发生复制，有助于编写符合所有权规则的正确代码，并减少不必要的克隆操作。