【Rust】Rust 可变性机制对比：mut vs RefCell

在 Rust 中，变量的可变性有两种核心方式：

• 使用 mut 关键字声明可变变量

• 使用 RefCell<T> 提供内部可变性

本篇博客将通过对比和示例，讲解这两者的异同和适用场景。

一、使用mut声明可变变量

这是最常规的可变变量声明方式，所有可变行为都必须在编译时通过检查：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    s.push_str(" world");
    println!("{}", s); // 输出：hello world
}

特点：

• 编译器在编译时就保证你不会同时拥有可变引用和不可变引用

• 性能最优，但灵活性不高，尤其是在嵌套结构中

二、使用RefCell<T>实现内部可变性

RefCell<T> 提供运行时的“内部可变性”：即使在不可变引用下，也可以对数据进行修改。

use std::cell::RefCell;

fn main() {
    let data = RefCell::new(String::from("hello"));
    data.borrow_mut().push_str(" world");
    println!("{}", data.borrow());
}

你甚至可以在不可变借用中修改内容：

fn modify(data: &RefCell<String>) {
    data.borrow_mut().push_str("!");
}

fn main() {
    let s = RefCell::new(String::from("hello"));
    modify(&s);
    println!("{}", s.borrow()); // 输出：hello!
}

注意：如果在运行时违反了借用规则（比如两个可变引用或可变+不可变并存），RefCell 会 panic。

举个例子：

use std::cell::RefCell;

fn main() {
    let data = RefCell::new(String::from("hello"));

    let r1 = data.borrow();      // 不可变借用
    let r2 = data.borrow_mut();  // 尝试可变借用 -> 会在运行时 panic！

    println!("{}", r1);
}

运行时会报错：

thread 'main' panicked at 'already borrowed: BorrowMutError', src/main.rs:6

这是因为 Rust 的借用规则要求：

• 要么多个不可变引用

• 要么一个可变引用

  不能两者并存，而 RefCell 在运行时动态检测这个约束。

三、两者对比总结

四、何时使用 RefCell<T>？

1. 结构体整体是不可变的，但某个字段需要动态修改；

2. 多个组件需要共享数据，并在内部修改；

3. 和 Rc<T> 配合，用于多所有者 + 内部可变；

use std::cell::RefCell;
use std::rc::Rc;

struct App {
    state: Rc<RefCell<String>>,
}

fn main() {
    let shared_state = Rc::new(RefCell::new(String::from("start")));
    let app1 = App { state: Rc::clone(&shared_state) };
    let app2 = App { state: Rc::clone(&shared_state) };

    app1.state.borrow_mut().push_str(" - updated by app1");
    app2.state.borrow_mut().push_str(" - updated by app2");

    println!("最终状态: {}", shared_state.borrow());
}

五、小结

选择哪种方式取决于你的具体需求。如果能用 mut 解决问题，那就是最好的选择；若需要灵活性且场景符合 RefCell 的使用边界，那它是你构建复杂数据结构的强大工具。

许可协议

本文由 江北 原创，采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议，转载请注明出处。

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