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智能指针：Box / Rc / Arc / RefCell
Smart Pointers · Interior Mutability
智能指针是"比普通引用多一点元数据和能力"的类型，最典型就是 Box<T>、Rc<T>、Arc<T>、RefCell<T>。它们解决"所有权规则下不好表达"的场景。
Box<T>：把数据塞到堆上
// 递归类型大小未知，必须用 Box 包一层，否则编译器说"无限大小"
enum List {
Cons(i32, Box<List>),
Nil,
}
use List::{Cons, Nil};
fn main() {
let b = Box::new(5); // 5 在堆上，b 在栈上存指针
println!("{}", b); // *b 解引用，自动 deref coercion
let list = Cons(1, Box::new(Cons(2, Box::new(Nil))));
println!("链表建好了");
}
什么时候用 Box：递归类型、大小编译期未知的类型、想转移大数据所有权而不拷贝、想存 trait 对象（Box<dyn Trait>）。
Rc<T> 与 Arc<T>：多所有者共享
use std::rc::Rc;
fn main() {
// Rc：引用计数，单线程多个所有者共享同一份数据
let a = Rc::new(String::from("共享"));
let b = Rc::clone(&a); // 只增加引用计数，不拷贝数据
println!("强引用数 {}", Rc::strong_count(&a)); // 2
println!("{} 与 {}", a, b);
// 多线程场景把 Rc 换成 Arc（原子引用计数，线程安全）
}
$ cargo run
强引用数 2
共享 与 共享
| Rc<T> | Arc<T> | |
|---|---|---|
| 线程安全 | 不安全（不是 Send） | 安全（原子计数） |
| 开销 | 略小 | 略大（原子操作） |
| 用途 | 单线程多所有者 | 跨线程多所有者，std::sync::Arc |
RefCell<T>：编译期借不过，运行时借
论内部可变性模式
正常情况借用规则编译期查。但有些场景你"逻辑上"确定没冲突，编译期却查不出来——这时候用 RefCell<T>：借用检查推迟到运行时。它 .borrow() 读、.borrow_mut() 写，真冲突了运行时 panic（不编译错）。单线程用 RefCell；Cell<T> 给 Copy 类型用 get/set。
use std::cell::RefCell;
fn main() {
let cell = RefCell::new(5);
*cell.borrow_mut() = 10; // 运行时可变借用
println!("{}", cell.borrow()); // 运行时不可变借用
}
$ cargo run
10
黄金组合：多所有者可变共享
| 需求 | 用这个组合 |
|---|---|
| 单线程，多人共有且可变 | Rc<RefCell<T>> |
| 多线程，多人共有且可变 | Arc<Mutex<T>>（下一章） |
| 只想要共享不可变 | Rc<T> / Arc<T> |
循环引用与 Weak
Rc 互相引用会形成环，计数永远归不了零，内存泄漏。解法是用 Weak<T>（弱引用，不增加计数，.upgrade() 返回 Option<Rc<T>>）。常见在"父节点持有子节点强引用，子节点持有父节点弱引用"的树结构里。
另外两个底层：Cow<'a, B> 是写时复制——读零成本，真要写时才克隆，适合"大多只读偶尔改写"；Deref 和 Drop 两个 trait 分别管 * 解引用和析构，是自定义智能指针的基础。
Cell<T>：Copy 类型的轻量内部可变性
use std::cell::Cell;
fn main() {
// Cell 适合 i32/bool 这种 Copy 类型：不拿引用，直接整体替换
let c = Cell::new(5);
c.set(10); // 即使 c 是不可变绑定，也能改内部值
println!("{}", c.get()); // 10，整体拷出来
}
$ cargo run
10
| Cell<T> | RefCell<T> | |
|---|---|---|
| 适用类型 | 只适合 T: Copy（i32/bool 等） | 任意 T |
| 改值方式 | .set() 整体替换，不发引用 | .borrow_mut() 拿可变引用 |
| 运行时开销 | 更小（不做借用计数） | 有借用计数，写错 panic |
| 典型用途 | 计数器、缓存标志位 | 需要持有复杂类型的可变引用 |