变量和可变性

Rust 中存在三种"存储值"的方式：变量、常量和静态变量。它们的核心区别在于：值存在哪里、能不能改、活多久。

变量

变量用 let 声明，默认不可变。这是 Rust 与大多数语言最显著的区别之一。

let a = 123;       // 不可变变量，声明后不能再赋值
let mut b = 10;    // 可变变量，可以重新赋值
b = 20;            // ✅ 允许
// a = 456;        // ❌ 编译错误：cannot assign twice to immutable variable

默认不可变

不可变性是 Rust 安全保证的基础之一。默认不可变能防止意外修改变量，让代码更易于推理。当你需要修改时，显式加 mut 是一种明确的意图声明——告诉读者"这个变量是会变化的"。

几点规则：

1. mut 修饰的是变量绑定，而不是类型本身
2. let 只能在函数体或代码块内部使用，用于创建局部变量
3. 类型可以由编译器自动推断，也可以手动指定：let a: i32 = 123;

遮蔽（Shadowing）

Rust 允许用同名的新变量"遮蔽"旧变量：

let a = 123;
let a = a + 1;   // 新的 a，值为 124
let a = "hello"; // ✅ 遮蔽还可以改变类型

遮蔽和 mut 的本质区别：

	mut 赋值	let 遮蔽
内存行为	修改原变量的值（同一块内存）	创建新变量，旧值仍存在但不可访问
能否改类型	❌ 不能	✅ 可以
本质	覆盖：同一个坑，换个东西填进去	遮蔽：在旁边挖个新坑，把原来的坑挡住

遮蔽（Shadowing）不是覆盖,覆盖会修改原地址中的值,发生遮蔽时只是指针指向新的值,原值依旧存在,只是无法通过变量找到原值。

常量也可以被遮蔽（在内层作用域）：

const A: i32 = 10;
fn main() {
    const A: i32 = 20; // ✅ 内层作用域遮蔽外层常量
    println!("{A}");   // 20
}

常量（const）

常量用于定义在编译期就确定的固定值，是最纯粹的"名字绑定"。

const MAX_POINTS: u32 = 100_000;
const PI: f64 = 3.14159;

规则：

1. 必须显式标注类型
2. 值必须是编译期常量表达式（不能是运行时才能知道的值）
3. 不能使用 mut，永远不可变
4. 命名规范：全大写 + 下划线分隔（SCREAMING_SNAKE_CASE）
5. 可以在任何作用域声明，包括全局作用域

静态变量（static）

静态变量拥有固定的内存地址，在程序的整个生命周期内都存在。

static GREETING: &str = "Hello";
static mut COUNTER: i32 = 0;  // 可变静态变量，读写需要 unsafe

修改静态变量必须在 unsafe 块中：

unsafe {
    COUNTER += 1;
    println!("{COUNTER}");
}

在实际项目中，全局可变状态应优先使用 Mutex<T> 或原子类型（AtomicI32 等），而不是 static mut，后者在多线程下存在数据竞争风险。

const 和 static 的区别

两者看起来相似，但内存行为完全不同：

特性	const（常量）	static（静态变量）
内存位置	没有固定地址，编译时内联到每个使用处	有固定地址，程序中只存在一份
可变性	永远不可变	可以 static mut，但需要 unsafe
生命周期	无生命周期概念（类似宏展开）	'static，贯穿整个程序
trait 关联	可以作为 trait 的关联常量	不能
泛型支持	支持泛型常量	不支持

直观理解：

• const 像"复制粘贴"：编译器把值直接硬编码到每个引用它的地方。如果是一个大数组且多处使用，会增大编译产物体积。
• static 像"全局坐标"：所有引用都指向内存中同一个地址，数据只有一份。

如何选择：

• 优先用 const：适合配置参数、数学常数、数组长度等场景，编译器可做更多优化
• 用 static 的场景：需要固定内存地址（如 FFI 调用）、数据量很大不想多次内联、需要配合 Mutex 实现全局可变状态