【Rust】Rust ～ 基本編 / 保有権 ～

Rust

■ はじめに

https://dk521123.hatenablog.com/entry/2023/04/22/234808

の続き。

今回は、Rust 特有の考え方の「所有権 (ownership)」について
纏めてみた。

目次

【０】プログラムのメモリ管理方法
　１）明示的にメモリ確保・解放する
　２）ガベージコレクション
　３）所有権 (ownership)
【２】所有権の三大原則
【３】保有権の利点
　補足：Rustにおけるスタック領域 / ヒープ領域
【４】所有権に関わる用語
　１）束縛（Binding） / 再束縛（Rebinding）
　２）参照（Reference） / 借用 (borrow)

【１】プログラムのメモリ管理方法

１）明示的にメモリ確保・解放する
２）ガベージコレクション
３）所有権 (ownership) ★今回のテーマ★

１）明示的にメモリ確保・解放する

* プログラマが自分で、明示的にメモリ確保・解放する
* e.g. C言語

２）ガベージコレクション

* 定期的に使用されていないメモリを検索し
　で使用されなくなったら自動的に破棄
* e.g Java, C#

３）所有権 (ownership)

* 今回のテーマ

https://doc.rust-jp.rs/book-ja/ch04-01-what-is-ownership.html

【２】所有権の三大原則

１）値には「所有権」がある
２）所有権は移動(move) 可能だが、いかなる時も「所有者」は一つ
３）「所有者」がスコープから外れたら、値は破棄

スコープ例 

fn main() {
    {
        let num = 123;
    } // スコープ外れるのでnumは破棄
    println!("number is {}", num); // 破棄されてるんでコンパイルエラー
}

【３】保有権の利点

*  所有権を持つ変数が関数などのスコープから外れるときに、
　メモリが解放され、値が破棄される
 => ヒープ上に確保された値がどこで解放されるかを
　　コンパイル時に決定できるようになる
 => ガーベジコレクションのような仕組みを使用せずに
　　メモリ解放が自動的される

補足：Rustにおけるスタック領域 / ヒープ領域

スタック領域 

* 『固定長』のデータを格納する際に使用
 => コンパイルする時点で、データサイズが分かる

ヒープ領域 

* 『可変長』のデータを格納する際に使用
 => コンパイルする時点では、データサイズは(厳密には)分からない
 => 例：String型で何文字格納されるかコンパイル時点では分からないケースがある

【４】所有権に関わる用語

１）束縛（Binding） / 再束縛（Rebinding）

fn main() {
    // let で、変数を束縛する (bind)
    let x = 1;
    print!("result = {x}\n");

    // let で、変数を再束縛する (rebind)
    let x = 2;
    print!("result = {x}\n");
}

２）参照（Reference） / 借用 (borrow)

fn main() {
    let name: String =  String::from("Mike");
    // 関数に渡す変数を &name のように参照（Reference）で渡すと
    // 所有権は渡さないので破棄されない
    let reult = say_hello(&name);
    //let reult = say_hello(name); // nameの所有権が奪われる(コンパイルエラー)

    println!("{}, {}", name, reult); // 関数の後でもヒープ領域変数（name）が使用
}

//fn say_hello(name: String) -> String {
fn say_hello(name: &String) -> String { // 借用 (borrow)で、所有権を移動させずにその値を参照
    format!("Hello, {}!", name)
}

参考文献

https://maku77.github.io/p/4nx8hqy/
https://isub.co.jp/rust/rust-ownership/
https://zenn.dev/ucwork/articles/cfe579cbf5647e

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