Rust 中字符串类型区别解析

在 Rust 中，"hello" 和 String::from("hello") 都表示字符串，但它们在内存表示、所有权和可变性上有本质区别：

1. 类型与内存表示

• "hello" (字符串字面量)：

  • 类型为 &str（字符串切片引用）

  • 存储在程序的只读内存区（如代码段或静态存储区）

  • 编译时大小固定，不可变

  • 内存布局：胖指针（指针 + 长度），不包含容量字段

• String::from("hello")：

  • 类型为 String（堆分配的字符串）

  • 数据存储在堆内存中

  • 内存布局：栈上结构（指针 + 长度 + 容量），指向堆数据

2. 所有权与可变性

特性	"hello" (&str)	String::from("hello") (String)
所有权	无所有权（借用）	拥有所有权
可变性	永远不可变	可修改（需声明 mut）
生命周期	静态（'static）或借用	动态（随变量作用域结束释放）

3. 性能特点

• "hello"：

  • 零运行时开销（编译时分配）

  • 无堆分配，访问高效

• String::from("hello")：

  • 运行时在堆上分配内存

  • 适合动态构建/修改字符串

4. 相互转换

// &str → String（堆分配复制）
let s: String = "hello".into(); 

// String → &str（零成本转换）
let slice: &str = &s; 

5. 使用场景

• 优先使用 &str：

  • 函数参数传递（fn foo(s: &str)）

  • 读取静态字符串（如配置字面量）

• 使用 String：

  • 需要修改字符串内容

  • 动态构建字符串（如用户输入）

  • 需要所有权的场景（如结构体字段）

示例代码

fn main() {
    // 字符串字面量（只读内存）
    let static_str: &str = "hello";
    // static_str.push('!'); // 错误：不可变
    
    // String 类型（堆分配）
    let mut heap_string = String::from("hello");
    heap_string.push('!'); // 允许修改
    
    // 转换示例
    let from_static: String = static_str.to_string(); // 复制到堆
    let from_heap: &str = &heap_string; // 借用为切片
    
    println!("Static: {}", static_str);    // "hello"
    println!("Heap: {}", heap_string);     // "hello!"
}

内存示意图

静态存储区         栈                 堆
+----------+     +-----------+     +-------+
| "hello"  | <-- | ptr/len   |     |       |  <- &str 切片
+----------+     +-----------+     +-------+
                 
                 +-----------+     +-------+
                 | ptr       | --> | "hello!" |  <- String
                 | len=6     |     +-------+
                 | capacity=8|     
                 +-----------+

总结：
✅ "hello"：高效只读，适合静态文本
✅ String::from("hello")：灵活可变，适合动态操作
根据需求选择合适的类型可优化性能和内存使用。