借用规则

是什么，为什么存在

借用（borrowing） 是通过引用访问值、但不接管其所有权的机制。 引用本身不负责释放被引用的值； 所有者离开作用域时，值仍按所有权规则销毁。 借用因此适合“暂时使用，之后归还控制权”的函数接口。

Rust 区分 共享引用（shared reference） &T 与 可变引用（mutable reference） &mut T。 共享引用允许多个读取者并存，但不能通过它写入普通数据。 可变引用允许读写，却要求对相应内存区域拥有独占访问权。

这些限制解决的是引用有效性与别名写入问题。 若一个集合扩容后仍使用旧元素指针，指针可能已悬空； 若一个读取者观察数据时另一个别名同时写入，读取结果可能失去一致性。 借用检查器（borrow checker） 在编译时拒绝这些重叠关系，安全 Rust 因而不会把检查推迟到偶然触发的运行时路径。

你会在函数参数、切片、迭代器、模式匹配和方法调用中不断遇到借用。 接口接收 &str 或 &[T]，通常表示只观察调用方的数据； 接收 &mut T，表示可在调用期间修改同一个值； 接收 T，则可能消费或转移所有权。

工作原理

对同一个值或重叠的内存区域，借用规则可以压缩成两个约束：任何会被继续使用的引用都必须有效； 在一次访问发生时，要么存在一个或多个共享引用，要么存在一个可变引用，不能让两类有效访问发生冲突。 “共享”与“独占”描述的是访问权限，而不是变量是否写了 mut。

let view = &value 创建共享借用。 你可以复制共享引用，也可以从它继续取得更短的共享借用。 共享引用不能直接写入普通 T，但 Cell、RefCell、锁和原子类型等内部可变性机制有各自的检查规则； 因此，“有 &T 时底层数据绝不会改变”并不是普遍成立的表述。

let edit = &mut value 创建可变借用，前提是绑定允许修改，而且相关区域没有冲突访问。 &mut T 表达独占权限，所以它不像 &T 那样实现 Copy。 把它直接赋给另一个变量可能移动引用； 需要暂时把权限借给较短操作时，可以显式重新借用（reborrow）。

借用检查器分析的是位置表达式（place expression）及其可能重叠的区域。 它能直接看出结构体的不同字段互不重叠，却通常不会证明两个切片索引一定不同。 标准库的 split_at_mut 等 API 在内部建立安全边界，再把两个不重叠区域作为独立的可变切片交给调用方。

借用的持续时间由引用之后的实际使用与控制流决定，而不一定延伸到包围它的右花括号。 这个模型叫作 非词法生命周期（non-lexical lifetimes，NLL） 。 引用最后一次使用之后，如果所有路径都不再读取它，后续代码通常可以开始一个原本会冲突的借用。

下面的访问表把接口意图与调用方仍可做的事放在一起。 它只讨论普通安全引用； 内部可变性与并发同步在后面的边界部分单独说明。

编译错误中的 “borrowed as immutable”“borrowed as mutable” 和 “borrow later used here” 应连起来读。 先定位第一次借用，再定位最后一次使用，最后检查中间哪项访问需要相反权限。 错误标注的是一个冲突区间，不是在宣判某个变量永远不能再用。

示例

多个共享读取者

第一个例子让结账逻辑和审计逻辑同时查看同一个价格向量。 两个引用都只读取数据，因此可以共存； order_total 接收切片，使它既能处理 Vec<u32>，也能处理数组或其他切片。

checkout 与 audit 都借用 prices，没有取得向量及其缓冲区的所有权。 main 结束前，所有者 prices 仍然存在，所以两个引用都有效。

参数使用 &[u32]，而不是 &Vec<u32>，把接口限制在真正需要的能力上：读取一段连续元素。 借用规则不仅防止错误，也能帮助 API 表达权限。

先共享读取，再独占修改

第二个例子先打印共享快照，再修改余额。 snapshot 的最后一次使用发生在调用 debit 之前，因此 NLL 允许后续创建可变借用，无需额外花括号。

fn debit(balance: &mut u32, amount: u32) {
    *balance = balance.saturating_sub(amount);
}

fn main() {
    let mut balance = 5_000;

    let snapshot = &balance;
    println!("before: {snapshot}");

    debit(&mut balance, 750);
    println!("after debit: {balance}");

    let correction = &mut balance;
    *correction += 200;
    println!("through mutable borrow: {correction}");

    println!("final: {balance}");
}

before: 5000
after debit: 4250
through mutable borrow: 4450
final: 4450

debit 的签名说明它可以修改余额，但不会保留余额的所有权。 调用返回后，可变借用结束，main 仍拥有并能读取 balance。

correction 最后一次用于第三行输出。 之后读取 balance 不与它冲突。 若在最终输出之后再次使用 correction，两次访问的区间就会重叠，编译器会拒绝直接读取 balance。

拆分后修改两个元素

同时取得 stock[from] 与 stock[to] 的可变引用会被保守地视为可能重叠，因为两个索引可能相等。 split_at_mut(2) 把切片拆成边界已证明不重叠的两部分，随后可以从左右两侧各借用一个元素。

fn move_one(source: &mut u32, destination: &mut u32) -> bool {
    if *source == 0 {
        return false;
    }

    *source -= 1;
    *destination += 1;
    true
}

fn main() {
    let mut stock = [4, 1, 0, 3];

    let (west, east) = stock.split_at_mut(2);
    let moved = move_one(&mut west[1], &mut east[0]);

    println!("moved: {moved}");
    println!("stock: {stock:?}");
}

moved: true
stock: [4, 0, 1, 3]

west 覆盖原数组的前两个元素，east 覆盖后两个元素。 安全 API 的返回类型仍是普通 &mut [u32]，调用方不需要使用裸指针或 unsafe。

左右切片在 move_one 调用后不再使用，因此最终可以整体读取 stock。 如果后面仍要使用 west 或 east，整体借用就会继续有效，直接读取原数组会产生冲突。

返回输入中的视图

引用可以作为结果返回，但结果必须来自活得足够久的输入。 first_word 的生命周期省略规则把输出引用关联到唯一的输入引用； 它不会复制单词，也不会让 label 获得更长的生命周期。

fn first_word(text: &str) -> &str {
    text.split_once(' ')
        .map_or(text, |(first, _)| first)
}

fn main() {
    let mut label = String::from("priority order");

    let word = first_word(&label);
    println!("first: {word}");

    label.push_str(" ready");
    println!("label: {label}");
}

first: priority
label: priority order ready

word 指向 label 的缓冲区，所以在打印 word 之前不能调用可能改变该缓冲区的 push_str。 打印完成后不再使用 word，NLL 便允许开始修改。

若函数试图返回函数内部新建的 String 的切片，所有者会在返回时销毁，结果将悬空。 正确接口应返回拥有所有权的 String，或像这里一样让引用来自调用方提供的输入。

陷阱

修复方法： 在修改前提取真正需要的拥有型数据，或保存索引并在修改后重新借用。 若业务需要稳定地址，应选择提供相应保证的数据结构，而不是靠一次运行中没有扩容来推断安全。

修复方法： 先写清接口意图。 只读文本优先接收 &str，只读序列优先接收 &[T]； 只有结果确实需要独立拥有数据时才克隆，并在代码审查中指出这项所有权决定。

修复方法： 返回拥有型值，或者让返回引用明确来自某个输入。 把生命周期理解为引用之间的关系约束，而不是延长分配时间的指令。

修复方法： 只需临时转交权限时创建较短的重新借用，例如 let short = &mut *original。 还要让 short 的最后一次使用尽早发生，再继续通过 original 工作。

修复方法： 按编译错误标出的首次借用、冲突访问与后续使用追踪数据流。 能重排读取与写入就重排； 需要两个区域就安全拆分； 长期需要共享修改时，再选择合适的内部可变性或同步类型。

延伸阅读

• 《Rust 程序设计语言》：引用与借用
• Rust 参考：借用运算符
• Rust 标准库：slice::split_at_mut
• RFC 2094：非词法生命周期