Rust 中字符串類型區別解析

在 Rust 中,"hello"?和?String::from("hello")?都表示字符串,但它們在內存表示、所有權和可變性上有本質區別:

1.?類型與內存表示

  • "hello"?(字符串字面量):

    • 類型為?&str(字符串切片引用)

    • 存儲在程序的只讀內存區(如代碼段或靜態存儲區)

    • 編譯時大小固定,不可變

    • 內存布局:胖指針(指針 + 長度),不包含容量字段

  • String::from("hello")

    • 類型為?String(堆分配的字符串)

    • 數據存儲在堆內存

    • 內存布局:棧上結構(指針 + 長度 + 容量),指向堆數據

2.?所有權與可變性

特性"hello"?(&str)String::from("hello")?(String)
所有權無所有權(借用)擁有所有權
可變性永遠不可變可修改(需聲明?mut
生命周期靜態('static)或借用動態(隨變量作用域結束釋放)

3.?性能特點

  • "hello"

    • 零運行時開銷(編譯時分配)

    • 無堆分配,訪問高效

  • String::from("hello")

    • 運行時在堆上分配內存

    • 適合動態構建/修改字符串

4.?相互轉換

// &str → String(堆分配復制)
let s: String = "hello".into(); // String → &str(零成本轉換)
let slice: &str = &s; 

5.?使用場景

  • 優先使用?&str

    • 函數參數傳遞(fn foo(s: &str)

    • 讀取靜態字符串(如配置字面量)

  • 使用?String

    • 需要修改字符串內容

    • 動態構建字符串(如用戶輸入)

    • 需要所有權的場景(如結構體字段)

示例代碼

fn main() {// 字符串字面量(只讀內存)let static_str: &str = "hello";// static_str.push('!'); // 錯誤:不可變// String 類型(堆分配)let mut heap_string = String::from("hello");heap_string.push('!'); // 允許修改// 轉換示例let from_static: String = static_str.to_string(); // 復制到堆let from_heap: &str = &heap_string; // 借用為切片println!("Static: {}", static_str);    // "hello"println!("Heap: {}", heap_string);     // "hello!"
}

內存示意圖

靜態存儲區         棧                 堆
+----------+     +-----------+     +-------+
| "hello"  | <-- | ptr/len   |     |       |  <- &str 切片
+----------+     +-----------+     +-------++-----------+     +-------+| ptr       | --> | "hello!" |  <- String| len=6     |     +-------+| capacity=8|     +-----------+

總結:
??"hello":高效只讀,適合靜態文本
??String::from("hello"):靈活可變,適合動態操作
根據需求選擇合適的類型可優化性能和內存使用。

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