如何在 Rust 中获取两个结构以使用并共享对另一个结构的引用

您实际上是在通过所有这些实例修改值，这使问题变得更加困难。

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背景

rust 中的所有权基础说明了三件事：

• 每个对象都归一物所有
• 对象可以被多个不可变引用读取
• 对象只能由一个可变引用写入，如果存在可变引用，则不能有任何其他引用（包括不可变引用）。

这也适用于Rcand Arc，意思是，虽然它们向多个“所有者”提供访问权限，但它们只是不可变地这样做。

要实际修改这些值，您需要创建内部 mutability。这通常RefCell在单线程情况下完成，或者Mutex在多线程情况下完成。

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解决方案#1

这是您的代码Rc<RefCell>：

use std::{cell::RefCell, rc::Rc};

#[derive(Debug)]
pub struct Widget {
    counter: u16,
}

impl Widget {
    pub fn new() -> Widget {
        let nw = Widget { counter: 0 };
        return nw;
    }
}

pub struct Market {
    widgets: Vec<Rc<RefCell<Widget>>>,
}

impl Market {
    pub fn new() -> Market {
        let market_vec = Vec::new();
        let market = Market {
            widgets: market_vec,
        };
        return market;
    }

    pub fn new_user(&mut self) -> User {
        let user_widget = Rc::new(RefCell::new(Widget::new()));
        let user = User::new(user_widget.clone());
        self.widgets.push(user_widget);
        return user;
    }
}

pub struct User {
    name: String,
    widget: Rc<RefCell<Widget>>,
}

impl User {
    pub fn new(user_widget: Rc<RefCell<Widget>>) -> User {
        let user = User {
            name: "User1".to_string(),
            widget: user_widget,
        };
        return user;
    }

    pub fn update_count(&mut self) {
        self.widget.borrow_mut().counter += 1;
    }
}

pub fn main() {
    let mut market = Market::new();
    println!("{:?}", market.widgets);
    let mut user1 = market.new_user();
    user1.update_count();
    println!("{:?}", market.widgets);
}

[]
[RefCell { value: Widget { counter: 1 } }]

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解决方案 #2

在您的具体情况下，我注意到您实际更新的唯一内容是counter.

因此，您实际上不需要使整个Widget可变，而是可以只使计数器可变。计数器比Widget类更简单，因此我们可以对其进行一些优化。

在单线程情况下，我们可以使用Cell. Cell与 相同RefCell，但不能失败。但Cell只存在于可复制对象。

在多线程的情况下，我们可以使用AtomicU16. 它比 a 效率高得多Mutex；u16实际上，在大多数情况下，与正常情况相比，它的开销为零。

这是解决方案Cell<u16>：

use std::{cell::Cell, rc::Rc};

#[derive(Debug)]
pub struct Widget {
    counter: Cell<u16>,
}

impl Widget {
    pub fn new() -> Widget {
        let nw = Widget { counter: 0.into() };
        return nw;
    }
}

pub struct Market {
    widgets: Vec<Rc<Widget>>,
}

impl Market {
    pub fn new() -> Market {
        let market_vec = Vec::new();
        let market = Market {
            widgets: market_vec,
        };
        return market;
    }

    pub fn new_user(&mut self) -> User {
        let user_widget = Rc::new(Widget::new());
        let user = User::new(user_widget.clone());
        self.widgets.push(user_widget);
        return user;
    }
}

pub struct User {
    name: String,
    widget: Rc<Widget>,
}

impl User {
    pub fn new(user_widget: Rc<Widget>) -> User {
        let user = User {
            name: "User1".to_string(),
            widget: user_widget,
        };
        return user;
    }

    pub fn update_count(&mut self) {
        let prev = self.widget.counter.get();
        self.widget.counter.set(prev + 1);
    }
}

pub fn main() {
    let mut market = Market::new();
    println!("{:?}", market.widgets);
    let mut user1 = market.new_user();
    user1.update_count();
    println!("{:?}", market.widgets);
}

[]
[Widget { counter: Cell { value: 1 } }]

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线程安全版本

为了完整起见，这里是多线程上下文中的相同解决方案。

与Arc<Mutex>：

use std::sync::{Arc, Mutex};

#[derive(Debug)]
pub struct Widget {
    counter: u16,
}

impl Widget {
    pub fn new() -> Widget {
        let nw = Widget { counter: 0 };
        return nw;
    }
}

pub struct Market {
    widgets: Vec<Arc<Mutex<Widget>>>,
}

impl Market {
    pub fn new() -> Market {
        let market_vec = Vec::new();
        let market = Market {
            widgets: market_vec,
        };
        return market;
    }

    pub fn new_user(&mut self) -> User {
        let user_widget = Arc::new(Mutex::new(Widget::new()));
        let user = User::new(user_widget.clone());
        self.widgets.push(user_widget);
        return user;
    }
}

pub struct User {
    name: String,
    widget: Arc<Mutex<Widget>>,
}

impl User {
    pub fn new(user_widget: Arc<Mutex<Widget>>) -> User {
        let user = User {
            name: "User1".to_string(),
            widget: user_widget,
        };
        return user;
    }

    pub fn update_count(&mut self) {
        self.widget.lock().unwrap().counter += 1;
    }
}

pub fn main() {
    let mut market = Market::new();
    println!("{:?}", market.widgets);
    let mut user1 = market.new_user();
    user1.update_count();
    println!("{:?}", market.widgets);
}

[]
[Mutex { data: Widget { counter: 1 }, poisoned: false, .. }]

与AtomicU16：

use std::{
    sync::atomic::{AtomicU16, Ordering},
    sync::Arc,
};

#[derive(Debug)]
pub struct Widget {
    counter: AtomicU16,
}

impl Widget {
    pub fn new() -> Widget {
        let nw = Widget { counter: 0.into() };
        return nw;
    }
}

pub struct Market {
    widgets: Vec<Arc<Widget>>,
}

impl Market {
    pub fn new() -> Market {
        let market_vec = Vec::new();
        let market = Market {
            widgets: market_vec,
        };
        return market;
    }

    pub fn new_user(&mut self) -> User {
        let user_widget = Arc::new(Widget::new());
        let user = User::new(user_widget.clone());
        self.widgets.push(user_widget);
        return user;
    }
}

pub struct User {
    name: String,
    widget: Arc<Widget>,
}

impl User {
    pub fn new(user_widget: Arc<Widget>) -> User {
        let user = User {
            name: "User1".to_string(),
            widget: user_widget,
        };
        return user;
    }

    pub fn update_count(&mut self) {
        self.widget.counter.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
    }
}

pub fn main() {
    let mut market = Market::new();
    println!("{:?}", market.widgets);
    let mut user1 = market.new_user();
    user1.update_count();
    println!("{:?}", market.widgets);
}

[]
[Widget { counter: 1 }]