Как устанавливается и сохраняется связь между названием переменной и её значением или ссылкой в памяти? 

<i>Буду признателен за объяснение основ по заданным вопросам, спасибо.</i> <br/> Как реализуется определение актуальной ссылки переменной по её имени? <br/> Мутабельность переменной определяется в зависимости от её расположения в стеке, <br/> или наличие признака мутабельности где-то хранится отдельно? <br/> В приведенном коде `pointer on ?` указывает на адрес <i>чего</i>, и корректно ли подписаны остальные указатели? <br/> Правильно ли я понимаю, что <br/> для данных типа String стек всегда хранит `указатель` на кучу вместе с `len` и `cap`, <br/> а данные типа &str помещаются в кучу, если они были созданы как срез от данных типа String? В этом случае стек хранит `указатель` на кучу и срез (диапазон по двум адресам в стеке)? <br/> Если данные типа &str созданы непосредственно в программе и имеют небольшой размер, <br/> могут ли они храниться только в стеке без использования кучи и без создания указателя на неё, подобно числовым типам? <br/> <pre><code class="rust">fn main() {

   let s1: String = "abc".to_string();
   println!("{:?}", s1.as_ptr());           // pointer on heap     0x56149d7a69b0
   println!("{:?}", &amp;s1.as_ptr());          // pointer on heap     0x56149d7a69b0

   println!("{:p}", &amp;s1.as_ptr());          // pointer on ?        0x7ffee168cf88

   println!("{:?}", &amp;s1 as *const String);  // referenсe on stack  0x7ffc7b7e8068
   println!("{:p}", &amp;s1);                   // referenсe on stack  0x7ffc7b7e8068

   println!();

   let s2: &amp;str = "qwe";                   
   println!("{:p}", &amp;s2.as_ptr());          // pointer on ?        0x7ffed3a1f8e8
}</code></pre>
  • 16 сентября 2024 г. 10:43
Ответы на вопрос 1 
Давайте разберемся с вашими вопросами по поводу переменных, указателей и мутабельности в языке Rust.

### 1. Связь между названием переменной и её значением

В Rust, как и в большинстве языков программирования, переменные представляют собой связи между именами и их значениями. При объявлении переменной компилятор связывает имя переменной с адресом в памяти, где хранится значение. Это делается через таблицы символов, которые управляют отображением имен в адреса памяти. Таким образом, когда вы ссылаетесь на имя переменной, компилятор использует эту таблицу, чтобы найти соответствующий адрес и получить значение.

### 2. Определение актуальной ссылки переменной по её имени

Актуальная ссылка переменной определяется через её имя (идентификатор), связанный с адресом в памяти. Компилятор создает и управляет таблицами символов, которые сопоставляют имена переменных с их значениями или адресами в памяти. Эта информация хранится в контексте функции, и когда функция завершает выполнение, её контекст уничтожается, что освобождает память.

### 3. Мутабельность переменной

Мутабельность переменной в Rust определяется не только местоположением в стеке, но и тем, как объявлена переменная. Если переменная объявлена с помощью `let mut`, она является мутабельной, и вы можете изменять её значение. В противном случае она является неизменяемой. Вся информация о мутабельности хранится в метаданных в коде, а не отдельно.

### 4. Указатели в Rust

Теперь рассмотрим ваш пример кода. 

- `s1.as_ptr()` возвращает указатель на начало строки в куче, т.е. на место, где фактически хранится строка. То есть вы верно говорите, что это указатель на кучу.
- `&s1.as_ptr()` возвращает адрес указателя сам по себе в стеке, что является указателем на указатель на кучу.
- `&s1` как `*const String` показывает адрес `s1` в стеке, который содержит информацию о переменной `String`: указатель на данные в куче, длину и вместимость. 

### 5. Типы String и &str

- Для типа `String`, да, в стеке хранится указатель на кучу, а также длина и вместимость (capacity) строки.
- Для типа `&str`: если строка является срезом из `String`, то в стеке будет храниться указатель на данные в куче и информация о длине.

Если же вы создаете строку непосредственно в программе (например, `"hello"`), то такая строка будет храниться в сегменте памяти, который называется "сегмент для строковых литералов". Эти литералы обычно имеют фиксированный размер и могут храниться непосредственно в стеке без необходимости выделения кучи.

### 6. Размер данных типа &str

Данные типа `&str`, создаваемые непосредственно в коде (например, `"abc"`), действительно могут храниться в стеке, так как они известны на этапе компиляции и их размер фиксирован. Однако, если вы создаете срез с помощью переменной, основанной на `String`, то будет необходимо хранить адрес на кучу.

### Заключение

Ваше понимание указателей и управления памятью в Rust в общем правильное, но стоит помнить, что Rust имеет строгое управление памятью, что помогает избежать утечек и неопределенного поведения. Если у вас есть дополнительные вопросы или тем более ситуации, которые нужно разобрать, не стесняйтесь их задавать!
Похожие вопросы
    Показать ещё