Графическое описание владения и заимствования в Rust

Ниже представлено графическое описание перемещения, копирования и заимствования в языке программирования Rust ^[1]. В основном, эти понятия специфичны только для Rust, являясь общим камнем преткновения для многих новичков.

Чтобы избежать путаницы, я попытался свести текст к минимуму. Данная заметка не является заменой различных учебных руководств, и лишь сделана для тех,
кто считает, что визуально информация воспринимается легче. Если вы только начали изучать Rust и считаете данные графики полезными, то я бы порекомендовал вам отмечать свой код похожими схемами для лучшего закрепления понятий.

^[2]

Картинка кликабельна, вы можете её увеличить. Также вы можете получить схемы без перевода в виде PNG ^[3], SVG ^[4] или PDF ^[5].

Верхние две схемы изображают два основных вида семантики данных ^[6], которые нам доступны: либо перемещение, либо копирование.

• Схема семантики перемещения (⤳) выглядит очень простой. Здесь нет никакого обмана: семантика перемещения выглядит странной только потому, что большинство языков позволяют использовать переменные столько раз, сколько пожелает программист. В реальном мире обычно всё не так: я не могу просто дать кому-нибудь свою ручку и при этом всё еще использовать её для записи! В Rust, любая переменная, тип которой не реализует типаж Copy, имеет семантику перемещения, поведение которой показано на рисунке.
• Семантика копирования (⎘) зарезервирована для типов, которые реализуют типаж Copy. В этом случае каждое использование объекта будет приводить к копированию, как показано на схеме — раздвоением.

Две центральные схемы описывают два метода заимствования ^[7] объекта, которым вы владеете, и то, что каждый из этих методов предлагает.

• Для изменяемого заимствования я использовал символ замка для того, чтобы показать, что исходный объект заблокирован на всё время заимствования, что приводит к невозможности его использования.
• Для противоположного, неизменяемого заимствования, я использовал символ снежинки, чтобы показать, что исходный объект всего лишь заморожен: вы до сих пор можете брать неизменяемые ссылки, но не можете перемещать или брать изменяемые ссылки на него.

В обеих схемах 'ρ это имя, которое я выбрал для обозначения времени жизни ^[8] ссылок. Я специально использовал греческую букву, так как, на текущий момент, нет никакого синтаксиса для описания конкретных времен жизни в Rust.

Последние две схемы подводят итог, показывая основные отличия и общие черты между двумя видами ссылок, как в виде изображения, так и в виде текста. Спецификатор "внешне" ^[9] важен, так как у вас может быть внутренняя изменяемость через вещи похожие на Cell ^[10].

Примечание переводчика

Хотелось бы выразить отдельную благодарность Андрею Лесникову (@ozkiff ^[11]), Serhii Plyhun (@snuk182 ^[12]) и Сергею Веселкову (@vessd ^[13]) за помощь в переводе и последующее ревью.

Автор: lukretsiy

Источник ^[14]