Почему Rust предотвращает множественные изменяемые ссылки?

Question

Как и в теме, почему Rust предотвращает множественные изменяемые ссылки? Я прочитал главу в Rust-Book, и я понимаю, что, когда у нас есть многопоточный код, мы защищены от скачек данных, но давайте посмотрим на этот код:

fn main() {
    let mut x1 = String::from("hello");
    let r1 = &mut x1;
    let r2 = &mut x1;

    r1.insert(0, 'w');

}

Этот код не выполняется одновременно, поэтомунет возможности для гонок данных. Более того, когда я создаю новую нить и хочу использовать переменную из родительской нити в новой нити, я должен переместить ее, чтобы только новая нить являлась владельцем родительской переменной.

Единственная причина, которую я вижу, состоит в том, что программист может потерять себя в своем коде, когда он растет. У нас есть несколько мест, в которых можно изменить один фрагмент данных, и даже если код не работает параллельно, мы можем получить некоторые ошибки.

Answer 1

Тот факт, что Rust предотвращает две изменяемые ссылки одновременно, чтобы предотвратить гонки данных, является распространенным заблуждением. Это только одна из причин. Предотвращение двух изменяемых ссылок позволяет легко сохранять инварианты типов и позволяет компилятору обеспечивать, чтобы инвариант не нарушался.

Возьмем этот код C ++ для примера:

#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> foo = { 1, 2, 3 };

    for (auto& e: foo) {
        if (e % 2 == 0) {
            foo.push_back(e+1);
        }
    }

    return 0;
}

Это небезопасно, потому что вы не можете изменить вектор во время итерации. Мутирование вектора может перераспределить его внутренний буфер, который делает недействительными все ссылки. В C ++ это UB. В Python, Java или C # (и, возможно, в большинстве других языков) вы получите исключение времени выполнения.

Rust, однако, предотвращает подобные проблемы во время компиляции:

fn main() {
    let mut foo = vec![1, 2, 3];

    for e in foo {
        if e % 2 == 0 {
            foo.push(e+1);
        }
    }
}

даетошибка:

error[E0382]: borrow of moved value: `foo`
 --> src/main.rs:6:13
  |
2 |     let mut foo = vec![1, 2, 3];
  |         ------- move occurs because `foo` has type `std::vec::Vec<i32>`, which does not implement the `Copy` trait
3 |     
4 |     for e in foo {
  |              ---
  |              |
  |              value moved here
  |              help: consider borrowing to avoid moving into the for loop: `&foo`
5 |         if e % 2 == 0 {
6 |             foo.push(e+1);
  |             ^^^ value borrowed here after move