0x00 开篇
上一篇文章介绍了所有权的概念，本篇文章将再次向大家介绍两个常见的 trait —— Copy 和 Clone。在所有权的介绍过程中，我总是说在堆上保存数据的类型才会拥有所有权，其实并不是很准确。本篇文章将厘清哪些数据拥有所有权，哪些数据不需要所有权。本篇文章的阅读时间大约 8 分钟。
0x01 Clone
clone 方法是创建一个独立的副本并返回，方法的返回值类型是 Self。以 String 为例，当我们使用 clone 方法时，不仅需要复制栈上的指针，还要复制指针指向堆上的字符串。没错，可以将 clone 方法理解为是深复制，因此，调用 clone 方法是会消耗一定的时间和内存。
源码（clone.rs）：
pub trait Clone: Sized {
fn clone(&self) -> Self;
}
Clone 是可以与 derive 属性一起使用的。我们可以为自定义的结构体来实现 Clone trait。
示例代码如下：
#[derive(Debug, Clone)]
struct Student {
name: String,
}
fn main() {
let student1 = Student { name: String::from("xiaoming") };
let student2 = student1.clone();
println!("student1 = {:?}", student1);
println!("student2 = {:?}", student2);
// 运行结果
// student1 = Student { name: "xiaoming" }
// student2 = Student { name: "xiaoming" }
}
如何确定是真的发生深复制了呢？没错，让我们来看下内存。
image-20221031214143607
下断点，看内存。从上图可以看出，student1 和 student2 的地址不一样，并且 student1 和 student2 中字符串的地址也是不一样的。student1 字符串的地址是 0x000002433bbbbb30 ，student1 字符串的地址是 0x000002433bbbbb50。定位到该地址（下图）查看。
所以， Clone trait 是用于标记可以对值深复制的类型，堆上的数据和栈上的数据。其实 String 类型默认也实现了 Clone trait，所以这里需要注意，如果结构体或者枚举类型被 #[derive(Clone)]标记，那么结构体或者枚举的每个字段也必须实现 Clone trait。
另外，在介绍所有权时，如果我们把一个变量传递到一个函数体内，那么在原作用域内这个 变量将会变为无效。其实，我们可以通过 clone 方法，来实现深复制，将深复制后的数据传递到函数体内，而原有的变量则不会失去所有权。这样的做法并不推荐，会损耗性能。
示例代码：
fn main() {
// 创建 s1
let s1 = String::from("Zhang San");
// 深复制一个 s1 传递给 print_name 函数
print_name(s1.clone());
// 打印原来的 s1
println!("{}", s1);
// 运行结果
// My name is Zhang San
// Zhang San
}
fn print_name(name: String) {
println!("My name is {}", name);
}
0x02 Copy
在 Rust 中，对于大部分类型来讲，在赋值时都是转移值，而不是复制值。Copy trait 继承自 Clone trait。
源码（marker.rs）：
pub trait Copy: Clone {
// Empty.
}
从源码可以看到 Copy trait 是空的，其实在 Rust 中，Copy trait 是一个标记类型。**通常被标记为 Copy trait 的这些类型在变量赋值时不会发生转移。**被标记为 Copy trait 的类型通常数据仅保存在栈上，对于这些类型进行复制(copy)操作时内存耗时少，代价也小。
Rust 标准库中，默认基本数据类型都标识了 Copy 类型，如下：
-
整数类型：
usize、u16、u32、u64、u128、isize、i16、i32、i64、i128 -
浮点类型：
f32、f64 -
布尔类型：
bool -
字符类型：
char
以及其它一些 Sized 类型的共享引用（不可变引用）和原始指针等。——暂时可忽略
Copy 是可以与 derive 属性一起使用的。我们可以为自定义的结构体来实现 Copy trait。
示例代码：
fn main() {
let rec1 = Rectangle { width: 10, height: 5 };
// 注意：同样需要使用 clone 方法
let rec2 = rec1.clone();
println!("rec1 的宽 : {}， 高 : {}", rec1.width, rec1.height);
println!("rec2 的宽 : {}， 高 : {}", rec2.width, rec2.height);
// 运行结果
// rec1 的宽 : 10， 高 : 5
// rec2 的宽 : 10， 高 : 5
}
0x03 扩展——struct 和 enum 属于什么类型？
假设，我们将含有字符串的 struct 强制标记 Copy trait，会发生什么？
编译会发生错误，如果一个 strut 或者 enum 是实现了Copy，那么它所属的所有字段都必须实现 Copy。因此 Copy 类型包含的类型较少 ，限制性非常大。至于 strut 或者 enum 属于什么类型，这取决于它包含的类型了。
0x04 小结
本篇文章通过所有权了解了另外两个常见的 trait ——Copy 和 Clone。Rust 基本库为基本数据类型实现了 Copy。通俗来讲，Clone主要标记可以对值进行深复制的类型，而 Copy主要标记可以进行浅复制的类型。还有要注意的一点，所有我们自定义的类型都默认属于非Copy类型。如果自定义的结构体或者枚举的所有字段都是Copy类型，那我们需要使用 #[derive(Copy,Clone)]标注。在各种开发场景中使用 Copy 标注时要谨慎，以免后续扩展带来不必要的麻烦。
