【Rust中级教程】1.3. 内存 Pt.1：各类概念的定义及变量的高级模型和低级模型

1.3 内存 Pt.1：各类概念的定义及变量的高级模型和低级模型

1.3.1. 值

在讲内存之前我们得先讲三个概念，第一个是值。值指的是类型 + 类型值域中的一个元素。

例如true，它的类型是bool类型，它的值域里就两个值——一个true，一个false。值指的是类型 + 类型值域中的一个元素，true的值就是bool类型 + 值域中的元素true。

通过值的类型表示可以转化为字节序列：
- 举个例子，u8类型的6，在内存中的表示就是0x06
- 再看一个例子，str的"Hello World"字符串，它就是字符串值域里的一个值，它的表示是utf-8编码
注意：值的含义是独立于存储它字节的位置的，也就是值和存储它的位置没有直接关系，它们是独立的两个概念

1.3.2. 变量

值会存储到一个地方（或者说这个地方可以容纳值），具体就是堆内存、栈内存或者其他地方。最常见的存储值的地方就是变量，它是栈内存上一个被命名的槽（用于存储值）。

1.3.3. 指针

指针是一个值，值里面存放的是一块内存的地址，指针指向某个地方（地址所对应的内存）。

指针可以被解引用(dereference)来访问它指向的内存里存放的值。

可以把同一个指针放在不同的变量里，也就是说多个变量可以间接地引用内存上的同一块区域，也就是相同的底层的值。

1.3.4. 深入变量

变量可以被分为两种模型：
- 高级模型：生命周期、借用...
- 低级模型：不安全代码、原始指针...

变量的高级模型

变量实际上就是给值一个名称。当值被赋给变量时，这个值从那时起就由该变量命名了。

举个例子:

let variable = 1234;

如图，1234这个数据此时就由variable这个变量命名了。

当变量被访问时，可以从变量的上次访问到这次访问画一条线，从而在两次访问中建立依赖关系。如果变量被移动了，就不能从它那里画线。

这么说你可能不明白，看个图你就懂了：

声明a（第2行）算一次访问，把a赋给b（第4行）算另一次，但是和打印出a（第8行）之间不能画线，因为在此之前变量已经移动了（第4行）。

在变量的高级模型中，变量只会在它持有合法值的时候才存在。如果变量的值没有初始化，或者已经被移动了，那就无法使用画线的方法。

使用这种模型，整个程序会由许多依赖线组成，这些线叫flow。每个flow都在追踪一个值的特定实例的生命周期。当有分支存在时，flow可以分叉或合并，并且每个分叉都在追踪该值的不同的生命周期。

在程序中的任何给定点，编译器可以检查所有的flow是否可以互相兼容，并行存在。例如：
- 一个值不可能有两个具有可变访问的并行flow
- 一个flow借用了一个值，但却没有flow拥有该值

变量的低级模型

变量会给那些可能（不）存储合法值的内存地址进行命名。

可以把变量想象为值的槽：当你赋值时槽就装满了，而它里面原来的值（如果有的话）就被丢弃或替换了。当访问它时，编译器会检查槽是不是空的。如果是，那么就说嘛变量未初始化或它的值被移动了。

指向变量的指针其实是指向这个变量的幕后内存，通过解引用可以获得它的值。

注意：在本例中，我们忽略CPU寄存器，并将其视为优化。实际上，如果变量不需要内存地址，编译器可以使用寄存器而不是内存区域来存放变量。