为什么“str”类型可以是任意大小（未知大小），而“String”类型大小据说是已知的？

Question

我正在通过一本书学习Rust，下面的摘录让我有点失望：

另请注意，

&str

前面有

&

，因为您需要参考才能使用

str

。这是因为我们上面看到的原因：堆栈需要知道大小，并且

str

可以是任意长度。所以我们通过引用

&

来访问它。编译器知道引用指针的大小，然后可以使用

&

查找

str

数据所在的位置并读取它。此外，由于您使用

&

与

str

进行交互，因此您并不拥有它。但

String

是“拥有”类型。

我的理解是，对于未知大小的变量，必须将数据放在堆上，然后在栈上用定长指针来引用它。我的困惑在于

str

可以是任意长度。

为什么

String

类型有时不能具有未知长度并需要对堆方法中的数据进行完整引用？

我知道这本书稍后可能会更深入地探讨细节，但我想知道是否有人可以为我提供一些额外的背景信息，特别是关于上面的问题？关于

Rust

中的

&str

和 String 类型的任何有用的附带详细信息，对于该语言的初学者来说是很好的了解，也受到高度赞赏。

Answer 1

就像切片

[T]

一样，

str

是一种可变大小的类型。 （事实上，

str

本质上是保证包含有效UTF-8的

[u8]

。）

可变尺寸类型很特殊。他们没有实现

Sized

特征。对可变大小类型的引用是“胖”的：它不仅保存所引用事物的地址，还保存其大小。

因此，

str

的意思是“内存中包含有效 UTF-8 数据的某个区域”。而

&str

就是“这个区域的地址和大小”。

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另一方面，

String

是一个具有固定大小的结构体。它的成员之一是指向其他位置（堆上）的字符串数据的指针。从概念上讲，一个

String

包含 一个

&str

以及内存区域未使用的容量。 （实际上，

String

是带有UTF-8保证的

Vec<u8>

的包装，

Vec<u8>

概念上包含

&[u8]

加容量，但实际上是原始指针、大小和容量。）

因此，

String

所需的总内存仍然是可变的，但

String

结构本身的部分是已知的。

为什么会这样？因为

String

的全部意义在于管理包含字符串数据的内存区域，如果它是包含字符串数据的内存区域则无法做到这一点。

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旁白：

我理解对于未知大小的变量，必须将数据放在堆上

这是一个误解。堆是放置可变大小数据的最明显的地方，但是

• 字符串文字被放置在只读存储器中，
• 你可以在某个地方有一个固定大小的缓冲区（全局变量，局部堆栈数组），并在里面放入一些可变大小的数据，只要它适合，
• 低级，您可以使用一些

  alloca

  等效项在堆栈上分配可变大小的数据。