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11.5 Clone VS Copy
Rust 中的 Copy 是一个特殊的 trait，它给类型提供了“复制”语义。在 Rust 标准库里面，还有一个跟它很相近的 trait，叫作 Clone。很多人容易把这两者混淆，本节专门来谈一谈这两个 trait。
11.5.1 Copy 的含义
Copy 的全名是std::marker::Copy。 请大家注意，std::marker 模块里面所有的 trait 都是特殊的 trait。目前稳定的有四个，它们是 Copy、Send、Sized、Sync。它们的特殊之处在于：它们是跟编译器密切绑定的，impl 这些 trait 对编译器的行为有重要影响。在编译器眼里，它们与其他的 trait 不一样。这几个 trait 内部都没有方法，它们的唯一任务是给类型打一个“标记”，表明它符合某种约定——这些约定会影响编译器的静态检查以及代码生成。
Copy 这个 trait 在编译器的眼里代表的是什么意思呢？简单点总结就是，如果一个类型 impl 了 Copy trait，意味着任何时候，我们都可以通过简单的内存复制（在 C 语言里按字节复制 memcpy）实现该类型的复制，并且不会产生任何内存安全问题。
一旦一个类型实现了Copy trait，那么它在变量绑定、函数参数传递、函数返回值传递等场景下，都是 copy 语义，而不再是默认的 move 语义。
下面用最简单的赋值语句x = y来说明 move 语义和 copy 语义的根本区别。move 语义是“剪切、粘贴”操作，变量 y 把所有权递交给了 x 之后，y 就彻底失效了，后面继续使用 y 就会出编译错误。而 copy 语义是“复制、粘贴”操作，变量 y 把所有权递交给了 x 之后，它自己还留了一个副本，在这句赋值语句之后，x 和 y 依然都可以继续使用。
在 Rust 里，move 语义和 copy 语义具体执行的操作，是不允许由程序员自定义的，这是它和 C++的巨大区别。这里没有赋值构造函数或者赋值运算符重载。move 语义或者 copy 语义都是执行的 memcpy，无法更改，这个过程中绝对不存在其他副作用。当然，这里一直谈的是“语义”，而没有涉及编译器优化。从语义的角度，我们要讲清楚，什么样的代码在编译器看来是合法的，什么样的代码是非法的。如果考虑后端优化，在许多情况下，不必要的内存复制实际上已经彻底优化掉了，大家不必担心执行效率的问题。也没有必要每次都把 move 或者 copy 操作与具体的汇编代码联系起来，因为场景不同，优化结果不同，生成的代码也是不同的。大家只需记住的是语义。
11.5.2 Copy 的实现条件
并不是所有的类型都可以实现Copy trait。Rust 规定，对于自定义类型，只有所有成员都实现了 Copy trait，这个类型才有资格实现 Copy trait。
常见的数字类型、bool类型、共享借用指针&，都是具有Copy属性的类型。而Box、Vec、可写借用指针&mut等类型都是不具备Copy属性的类型。
对于数组类型，如果它内部的元素类型是Copy，那么这个数组也是 Copy 类型。
对于元组 tuple 类型，如果它的每一个元素都是Copy类型，那么这个 tuple 也是 Copy 类型。
struct 和 enum 类型不会自动实现 Copy trait。只有当 struct 和 enum 内部的每个元素都是 Copy 类型时，编译器才允许我们针对此类型实现 Copy trait。 比如下面这个类型，虽然它的成员是 Copy 类型，但它本身不是 Copy 类型：
rust
struct T(i32);
fn main() {
let t1 = T(1);
let t2 = t1;
println!("{} {}", t1.0, t2.0);
}编译可见编译错误。原因是在let t2 = t1;这条语句中执行的是 move 语义。但是我们可以手动为它impl Copy trait，这样它就具备了 copy 语义。
我们可以认为，Rust 中只有 POD（ C++ 语言中的 Plain Old Data）类型才有资格实现Copy trait。 在 Rust 中，如果一个类型只包含 POD 数据类型的成员，并且没有自定义析构函数，那它就是 POD 类型。 比如：整数、浮点数、只包含 POD 类型的数组等，都属于 POD 类型；而 Box String Vec 等不能按字节复制的类型，都不属于 POD 类型。 但是，反过来讲，也并不是所有满足 POD 的类型都应该实现Copy trait，是否实现Copy取决于业务需求。
11.5.3 Clone 的含义
Clone 的全名是std::clone::Clone。它的完整声明如下：
rust
pub trait Clone : Sized {
fn clone(&self) -> Self;
fn clone_from(&mut self, source: &Self) {
*self = source.clone()
}
}它有两个关联方法，分别是clone_from和clone，clone_from是有默认实现的，依赖于clone方法的实现。clone方法没有默认实现，需要手动实现。
clone 方法一般用于“基于语义的复制”操作。所以，它做什么事情，跟具体类型的作用息息相关。 比如，对于 Box 类型，clone 执行的是“深复制”；而对于 Rc 类型，clone 做的事情就是把引用计数值加 1。
虽然 Rust 中的clone方法一般是用来执行复制操作的，但是如果在自定义的clone函数中做点别的什么工作，编译器也没办法禁止。 你可以根据需要在clone函数中编写任意的逻辑。
但是有一条规则需要注意：对于实现了copy的类型，它的clone方法应该跟copy语义相容，等同于按字节复制。
11.5.4 自动 derive
绝大多数情况下，实现 Copy Clone 这样的 trait 都是一个重复而无聊的工作。因此，Rust 提供了一个 attribute，让我们可以利用编译器自动生成这部分代码。 示例如下：
rust
#[derive(Copy, Clone)]
struct MyStruct(i32);这里的derive会让编译器帮我们自动生成impl Copy和impl Clone这样的代码。自动生成的clone方法，会依次调用每个成员的clone方法。
通过 derive 方式自动实现 Copy 和手工实现 Copy 有微小的区别。 当类型具有泛型参数的时候，比如struct MyStruct<T>{}，通过 derive 自动生成的代码会自动添加一个T:Copy的约束。
目前，只有一部分固定的特殊 trait 可以通过 derive 来自动实现。将来 Rust 会允许自定义的 derive 行为，让我们自己的 trait 也可以通过 derive 的方式自动实现。
11.5.5 总结
Copy 和 Clone 两者的区别和联系如下。
Copy 内部没有方法，Clone 内部有两个方法。
Copy trait 是给编译器用的，告诉编译器这个类型默认采用 copy 语义，而不是 move 语义。
Clone trait是给程序员用的，我们必须手动调用 clone 方法，它才能发挥作用。Copy trait 不是想实现就能实现的，它对类型是有要求的，有些类型不可能
impl Copy。 而Clone trait则没有什么前提条件，任何类型都可以实现（ unsized 类型除外，因为无法使用 unsized 类型作为返回值）。Copy trait 规定了这个类型在执行变量绑定、函数参数传递、函数返回等场景下的操作方式。 即这个类型在这种场景下，必然执行的是“简单内存复制”操作，这是由编译器保证的，程序员无法控制。 Clone trait 里面的 clone 方法究竟会执行什么操作，则是取决于程序员自己写的逻辑。一般情况下，clone 方法应该执行一个“深复制”操作，但这不是强制性的，如果你愿意，在里面启动一个人工智能程序都是有可能的。
如果你确实不需要 Clone trait 执行其他自定义操作（绝大多数情况都是这样），编译器提供了一个工具，我们可以在一个类型上添加
#[derive(Clone)]， 来让编译器帮我们自动生成那些重复的代码。编译器自动生成的clone方法非常机械，就是依次调用每个成员的clone方法。Rust 语言规定了在
T:Copy的情况下，Clone trait 代表的含义。即：当某变量t:T符合T:Copy时，它调用t.clone()方法的含义必须等同于“简单内存复制”。 也就是说，clone的行为必须等同于let x = std::ptr::read(&t);，也等同于let x = t;。当T:Copy时，我们不要在Clone trait里面乱写自己的逻辑。 所以，当我们需要指定一个类型是 Copy 的时候，最好使用#[derive(Copy, Clone)]方式，避免手动实现Clone导致错误。