当前位置：首页 > Rust > 正文

深入理解Rust中的Cell与RefCell（小白也能掌握的内部可变性机制）

主机测评网
Rust
2025-12-19
761

在学习Rust语言的过程中，你可能会遇到一个看似矛盾的问题：明明变量是不可变的，却需要在某些情况下修改它的值。这时，Rust Cell 和 Rust RefCell 就派上用场了！它们是 Rust 提供的两种实现“内部可变性”（Interior Mutability）的工具。

深入理解Rust中的Cell与RefCell（小白也能掌握的内部可变性机制） Rust Cell RefCell Rust内部可变性 Rust智能指针第1张

什么是内部可变性？

通常，Rust 的借用规则要求：如果有一个可变引用（&mut T），就不能同时存在其他引用；如果有一个不可变引用（&T），就不能有可变引用。但在某些场景下（比如将不可变引用存入结构体后仍需修改其内部数据），我们需要绕过这一限制——这就是“内部可变性”的用武之地。

Rust 通过 Cell 和 RefCell 在运行时（而非编译时）检查借用规则，从而实现安全的内部可变性。

Rust Cell 是什么？

Cell<T> 是一个拥有内部可变性的类型，它只适用于实现了 Copy trait 的类型（如 i32、bool 等）。它通过 get() 和 set() 方法来读取和修改内部值。

    use std::cell::Cell;    fn main() {        let x = Cell::new(5);        println!("初始值: {}", x.get()); // 输出: 5        x.set(10);        println!("修改后: {}", x.get()); // 输出: 10        // 注意：x 是不可变绑定，但内部值可变！    }  

上面的例子中，x 是一个不可变变量（没有 mut），但我们依然可以通过 Cell 修改其内部值。这就是 Rust内部可变性 的体现。

Rust RefCell 又是什么？

RefCell<T> 也提供内部可变性，但它适用于任意类型borrow_mut()）或多个不可变借用（borrow()）。

    use std::cell::RefCell;    fn main() {        let list = RefCell::new(vec![1, 2, 3]);        {            let mut borrowed = list.borrow_mut();            borrowed.push(4);        } // 借用在此结束        println!("列表: {:?}", list.borrow()); // 输出: [1, 2, 3, 4]    }  

注意：如果违反借用规则（例如同时调用 borrow() 和 borrow_mut()），程序会在运行时 panic，而不是编译时报错。这是 RefCell 与普通引用的关键区别。

Cell 与 RefCell 的核心区别

特性	Cell<T>	RefCell<T>
适用类型	仅 Copy 类型（如 i32, bool）	任意类型
借用检查时机	无借用概念，直接复制值	运行时检查
是否可能 panic	不会	会（违反借用规则时）
性能开销	极低（无运行时检查）	有（需维护借用计数）