16.1 自定义解引用

解引用操作可以被自定义。方法是，实现标准库中的std::ops::Deref或者std::ops::DerefMut这两个 trait。

Deref 的定义如下所示。DerefMut 的唯一区别是返回的是&mut 型引用都是类似的，因此不过多介绍了。

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pub trait Deref {
    type Target: ?Sized;
    fn deref(&self) -> &Self::Target;
}

pub trait DerefMut: Deref {
    fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target;
}

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这个 trait 有一个关联类型 Target，代表解引用之后的目标类型。

比如，标准库中实现了 String 向 str 的解引用转换：

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impl ops::Deref for String {
    type Target = str;

    #[inline]
    fn deref(&self) -> &str {
        unsafe { str::from_utf8_unchecked(&self.vec) }
    }
}

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请大家注意这里的类型，deref()方法返回的类型是&Target，而不是Target。

如果说有变量s的类型为String，*s的类型并不等于s.deref()的类型。

*s的类型实际上是 Target，即 str。&*s的类型才是&str。

s.deref()的类型为&Target，即&str。它们的关系见下表。

表达式	类型
s	String
&s	&String
Deref::Target	str
Deref::deref()	&str
s.deref()	&str
*s	str
&*s	&str

以上关系有点绕。关键是要理解，*expr的类型是 Target，而deref()方法返回的类型却是&Target。

标准库中有许多我们常见的类型实现了这个Deref操作符。比如Vec<T>、String、Box<T>、Rc<T>、Arc<T>等。它们都支持“解引用”操作。从某种意义上来说，它们都可以算做特种形式的“指针”（像胖指针一样，是带有额外元数据的指针，只是元数据不限制在 usize 范围内了）。我们可以把这些类型都称为“智能指针”。

比如我们可以这样理解这几个类型：

• Box<T>是“指针”，指向一个在堆上分配的对象；

• Vec<T>是“指针”，指向一组同类型的顺序排列的堆上分配的对象，且携带有当前缓存空间总大小和元素个数大小的元数据；

• String是“指针”，指向的是一个堆上分配的字节数组，其中保存的内容是合法的 utf8 字符序列。且携带有当前缓存空间总大小和字符串实际长度的元数据。

以上几个类型都对所指向的内容拥有所有权，管理着它们所指向的内存空间的分配和释放。

• Rc<T>和Arc<T>也是某种形式的、携带了额外元数据的“指针”，它们提供的是一种“共享”的所有权，当所有的引用计数指针都销毁之后，它们所指向的内存空间才会被释放。

自定义解引用操作符可以让用户自行定义各种各样的“智能指针”，完成各种各样的任务。再配合上编译器的“自动”解引用机制，非常有用。下面我们讲解什么是“自动解引用”。