为什么函数参数提示《remove this mut》

翻译自《https://www.snoyman.com/blog/2020/05/no-mutable-parameters-in-rust》

在回顾Begin Rust书中的倒数第二章时，出现了一个稍微高级的话题。这个话题引起了我一段时间的兴趣，特别是因为它展示了Rust和Haskell如何处理可变性的一些根本差异。该主题对于本书而言太高了，但是我想提供一个外部资源，以供有好奇心的人参考。就是这里！

让我们逐步构建它。以下程序可以编译吗？

fn main() {
    let x = 5;
    x += 1;
    println!("x == {}", x);
}

答：不！x是一个不可变的变量，因此不能+= 1在其上使用。解决这个问题很容易：add mut：

fn main() {
    let mut x = 5;
    x += 1;
    println!("x == {}", x);
}

但是由于加1和打印在我的应用程序中是如此重要（是的，这很讽刺），所以我决定将其提取为自己的函数。告诉我，这段代码可以编译吗？

fn add_and_print(x: i32) {
    x += 1;
    println!("x == {}", x);
}

不，并且出于与第一个示例相同的原因：x是不可变的。修复也很容易：

fn add_and_print(mut x: i32) {
    x += 1;
    println!("x == {}", x);
}

现在，我们的函数add_and_print拥有唯一的参数x,它的类型是i32，并且是可变的。嗯不错。最后，我们可以在 main 中调用此函数。告诉我，该程序可以编译并运行吗？是否和预想的一样没有任何警告吗？

fn main() {
    let mut x = 5;
    add_and_print(x);
}

fn add_and_print(mut x: i32) {
    x += 1;
    println!("x == {}", x);
}

答：它会编译，运行并生成输出x == 6。但是，它确实有一个警告：

warning: variable does not need to be mutable
 --> src/main.rs:2:9
  |
2 |     let mut x = 5;
  |         ----^
  |         |
  |         help: remove this `mut`
  |

最初，至少对于我来说，这确实令人惊讶。add_and_print需要接收一个可变变量i32作为其第一个参数。我们为其提供了可变的i32。然后编译器说mut在 main中是不必要的。这是什么情况？

我上面的解释有一个错误。函数add_and_print，可能非常令人困惑，不用将可变变量i32作为参数。“但是前面说需要mut的！！！”，而现在又说mut是不必要的。 确实如此。mut详细信息位于函数内部，而不是其类型签名的一部分。这听起来令人困惑，所以让我解释一下。

在Rust中有一个模式，我称之为rust的3条规则。这涵盖了以下事实：在许多情况下，我们最终会得到三个“版本”的事物：

An immutable borrow   # 不可变借用
A mutable borrow  # 可变借用
A move  # 移动

这可以应用于函数参数，例如：

fn immutable_borrow(x: &String)
fn mutable_borrow(x: &mut String)
fn move(x: String)

请注意，差异完全在冒号之后。冒号后的内容是3个不同的类型，而类型构成了函数签名。

但是，示例中的x冒号前的内容对函数签名没有影响。变量名称与函数的签名无关。一旦冒号右边传递一个值函数即可决定要调用的内容。

此规则不仅适用于变量名称。也适用于可变变量。mutable是rust中变量的一个feature而不是值的feature。当使用let mut x = 5时，表示的是 “创建一个叫x的变量，它指向一个值5，并且允许用x来对该值进行改变。” 如果没有mut，将不再被允许通过变量x对该值进行改变。

您可能会有一个直觉的反应，如果您无法修改变量，那你就只能只读它了。一般直觉应该就是这样。但Rust中并非如此。您还可以做另一件事：将值移到另一个作用域。add_and_print通过move接受值，即使x是一个不可变的变量，我仍然可以移动它所指向的值。

一旦移动了值，那就完全取决于add_and_print如何处理它。即使原始变量是不可变的，也可以将其变为可变的。这是因为在函数调用中值本身被传递过来，而不是变量。而值可以根据需要来变为可变的。

因此，该程序的无警告版本为：

fn main() {
    let x = 5;
    add_and_print(x);
}

fn add_and_print(mut x: i32) {
    x += 1;
    println!("x == {}", x);
}

实际上，即使没有函数调用，move后为可变的也是可能发生的。例如，您可以在单个函数中将不可变变量“升级”为可变变量：

fn main() {
    let x = 5;
    let mut y = x;
    y += 1;
    println!("y == {}", y);
}

“等一下” 您抱怨道，“你不能将不可变的引用“升级”为可变的引用！” ，对于我的解释或许还有其他类似的关于抱怨。我在这里稍加修饰的是: 当涉及到引用时，可变性被转化为值的可变性。那是因为对于类似x: &i32这种形式的引用，x自身并没有任何数值，它引用了一个数字。对于可变或不可变是对引用本身来说的，因为引用自身是一种类型。因此，您不能简单地将不可变引用升级为可变引用。此代码已损坏：

fn main() {
    let mut x: i32 = 5;
    let y: &i32 = &x;
    let z: &mut i32 = y; // 不能简单的将y升级为可变的

    *z += 1;

    println!("x == {}", x);
}

因此，总结一下：

• 您可以拥有值，或值的不变引用或值的可变引用
• 值只有2种状态，要么可变的，要么不可变
• 相似的变量也只有2种状态，要么可变的，要么不可变
• 当将值移动到新变量中（通过 let或函数调用）时，可以更改变量的可变性
• 函数签名中变量的可变性和名称并不影响函数签名
• 引用的可变性内置在类型本身中，因此您不能将不可变的引用“升级”为可变的引用