Con trỏ thông minh

Con trỏ thông minh (smart pointer) là một struct hoạt động như con trỏ (trỏ tới dữ liệu ở chỗ khác) nhưng mang thêm khả năng — thường implement Deref (dùng được như tham chiếu thường) và Drop (tự dọn dẹp khi ra khỏi scope). String và Vec<T> thực chất cũng là con trỏ thông minh theo định nghĩa này; chương này tập trung vào ba cái quan trọng nhất chưa gặp: Box<T>, Rc<T>, RefCell<T>.

Box<T>

Box<T> là con trỏ thông minh đơn giản nhất: đặt một giá trị lên heap, giữ một con trỏ tới đó trên stack — một chủ sở hữu duy nhất, không thêm chi phí nào khác ngoài một lượt gián tiếp qua con trỏ.

fn main() {
    let b = Box::new(5);
    println!("b = {b}");
}

Kiểu đệ quy cần Box

Một enum tự chứa chính nó (không qua con trỏ) khiến trình biên dịch không thể tính được kích thước cố định — kích thước của kiểu đó phụ thuộc vào chính nó, đệ quy vô hạn:

enum DanhSach {
    Node(i32, DanhSach),
    Rong,
}

fn main() {}

Box<T> có kích thước cố định (đúng bằng kích thước một con trỏ) bất kể T là gì — thay DanhSach trực tiếp bằng Box<DanhSach> phá vỡ chuỗi đệ quy vô hạn về kích thước, vì giờ mỗi Node chỉ cần chứa một con trỏ cỡ cố định, không phải toàn bộ phần còn lại của danh sách nằm inline:

enum DanhSach {
    Node(i32, Box<DanhSach>),
    Rong,
}

use DanhSach::{Node, Rong};

fn main() {
    let ds = Node(1, Box::new(Node(2, Box::new(Node(3, Box::new(Rong))))));

    let mut hien_tai = &ds;
    while let Node(gia_tri, tiep_theo) = hien_tai {
        println!("{gia_tri}");
        hien_tai = tiep_theo;
    }
}

Box<T> cũng hữu ích khi cần chuyển quyền sở hữu một giá trị lớn mà không muốn copy toàn bộ dữ liệu — move một Box<T> chỉ move con trỏ (rẻ), dữ liệu thật trên heap không hề bị di chuyển.