铁锈与C++：从函数返回对象

Question

我对Rust很陌生，并试图了解从函数返回对象时所有权是如何传递的。在下面的基于引用的实现中，由于引用没有所有权，所以当"s“超出范围时，它会被删除和释放。

fn dangle() -> &String { // dangle returns a reference to a String

    let s = String::from("hello"); // s is a new String

    &s // we return a reference to the String, s
} // Here, s goes out of scope, and is dropped. Its memory goes away.
  // Danger!

这是通过不返回引用来修正的：

fn no_dangle() -> String {
    let s = String::from("hello");

    s
}

现在，我正试图用C++实现来理解这一点，如下所示：

std::string no_dangle() {
    std::string s("hello world");
    return s;
}

根据我的理解，在C++中，当"s“从函数返回时，使用复制构造函数创建另一个副本，函数get deallocated.This中创建的"s”表示，创建了两个在内存方面不太透明的对象。

我的问题：

1. In Rust，当函数返回"s“时，没有额外的对象是created.Only，在堆中分配的所有权是returned.The原始对象，保持same.Is正确吗？

在smart-pointer?中，您可以通过返回对象以及Rust中的指针(智能指针或原始指针).But从函数返回"things“，唯一返回"things”的是上面的内容，这与接近返回一个的C++相比

Answer 1

铁锈和C++都是值类型的语言，因此除非明确要求，否则不会在堆上分配对象/结构。因此，在给定的两种情况下，都不存在堆上分配的字符串对象/结构。在这两种语言中，字符串使用存储在堆上的动态分配的支持缓冲区，但这是一个重要的区别。

因此，在铁锈中，如果按值返回，则对象将被移动，这通常等同于直接的memcpy，因为锈蚀结构不允许具有自定义移动逻辑，而且克隆必须是显式的。该memcopy将指针复制到备份存储，因此字符串对象可能在不同的内存中，但备份缓冲区保持不变。

在C++中，对象可以具有非平凡的副本和(在C++11和更高版本中)移动构造函数。因此，如果这不是返回一个命名值，那么就必须调用复制或移动构造函数。但是，对于函数返回的具体情况，复制省略规则起作用。这意味着(在C++17和以后的一些简单情况下)，如果对象是在返回语句中初始化的，或者来自具有自动存储持续时间的位置，则编译器不会调用复制/移动构造函数，而是将对象直接构造为调用方在最初创建返回对象时提供的存储，这意味着在返回点不需要复制或移动。这就是所谓的返回值优化。

如果在C++11或更高版本中，您要返回一个非对象初始化或具有自动存储持续时间的命名值(或者在那些情况下，除了C++17中的对象初始化及以后的对象初始化外)，例如调用另一个函数的结果，则将调用移动构造函数，在这种情况下，只需将指针复制到后备存储，并清除旧字符串中的指针。在这种情况下，这种行为就像生锈一样。但是，如果该类型有一个更复杂的迁移构造函数，则它可以执行任何移动操作。

最后，在C++98中，如果要返回一个非对象初始化值或具有自动存储持续时间的命名值，则将调用复制构造函数，将备份存储复制到一个新的备份存储中，并且返回该备份存储。导致一个指向不同内存的新字符串。当作用域结束时，旧内存将由析构函数释放。

此外，C++实现可以使用小字符串优化，其中小字符串直接存储在string对象中。在这种情况下，将没有后备存储，即使对象被移动，也必须复制字符串。

最后要注意的一点是，在使用C++11之前，std::string实现通常使用引用计数备份存储。在这种情况下，副本将增加备份存储上的引用计数，析构函数将减少其增量，但不会释放，因为仍然存在对存储的引用。在这种情况下，生成的字符串仍然指向原始备份存储，但代价是比移动更昂贵的进程。随着move构造函数的引入，这种情况变得不那么常见了。

为了快速回答第二个问题，铁锈还允许返回智能指针、指针和引用，但是锈迹借用检查器将阻止返回对象本地对象的引用，因为它们没有足够的生存期。这并不妨碍返回参数和全局值(例如字符串文本或线程局部变量)的引用，因为它们的生存期比函数长。