为什么Rust阻止多个可变引用？

Question

就像主题中的，为什么Rust阻止了多个可变引用？我已经读过rust-book中的章节，我知道当我们有多线程代码时，我们可以避免数据竞争，但让我们看看下面的代码：

fn main() {
    let mut x1 = String::from("hello");
    let r1 = &mut x1;
    let r2 = &mut x1;

    r1.insert(0, 'w');

}

此代码不是同时运行的，因此不存在数据竞争的可能性。更重要的是，当我创建新线程时，我想在新线程中使用来自父线程的变量，我必须移动它，这样只有新线程才是父变量的所有者。

我能看到的唯一原因是，程序员在成长过程中可能会沉浸在代码中。我们有多个地方可以修改一段数据，即使代码不是并行运行的，我们也会得到一些错误。

Answer 1

Rust同时阻止两个可变引用以防止数据竞争的事实是一个常见的误解。这只是其中一个原因。通过防止两个可变引用，可以轻松地在类型上保留不变量，并让编译器强制不违反不变量。

以下面这段C++代码为例：

#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> foo = { 1, 2, 3 };
    
    for (auto& e: foo) {
        if (e % 2 == 0) {
            foo.push_back(e+1);
        }
    }

    return 0;
}

这是不安全的，因为您不能在迭代时改变向量。改变向量可能会重新分配其内部缓冲区，这会使所有引用无效。在C++中，这是一个UB。在Python、Java或C# (可能还有大多数其他语言)中，您会得到一个运行时异常。

但是，Rust可以在编译时防止此类问题：

fn main() {
    let mut foo = vec![1, 2, 3];
    
    for e in foo {
        if e % 2 == 0 {
            foo.push(e+1);
        }
    }
}

给出一个错误：

error[E0382]: borrow of moved value: `foo`
 --> src/main.rs:6:13
  |
2 |     let mut foo = vec![1, 2, 3];
  |         ------- move occurs because `foo` has type `std::vec::Vec<i32>`, which does not implement the `Copy` trait
3 |     
4 |     for e in foo {
  |              ---
  |              |
  |              value moved here
  |              help: consider borrowing to avoid moving into the for loop: `&foo`
5 |         if e % 2 == 0 {
6 |             foo.push(e+1);
  |             ^^^ value borrowed here after move