当前位置：首页 > news >正文

理解 Rust 中的 String 分配机制

news 来源：原创 2025/8/22 7:40:25

在 Rust 中，哪怕是一行再普通不过的代码，也可能暗藏玄机。这次我们就来剖析这样一句看似简单的代码：

let s = "hello world".to_string();

这行代码触发了 只读数据段（.rodata）、堆（heap） 和 栈（stack） 三个内存区域的联动。我们将一步步解析这背后发生的事情，并最终弄清楚为什么一个字符串变量要占用 3 个 word（24 字节）。

一、从这行代码开始

我们先看代码：

let s = "hello world".to_string();

你可能以为这里只是创建了一个字符串对象，实则触发了一连串复杂的内存操作。

二、程序中的三大内存区域

1. .rodata（只读数据段）

存储内容：程序中所有不可变的字符串常量（比如 "hello world"）
特点：编译时就确定，加载程序时直接映射进内存，不可修改
举例："hello world" 编译后会保存在 .rodata 里，是只读的静态内存

2. 堆（Heap）

存储内容：运行时动态分配的内存
特点：需要手动管理（Rust 用所有权系统保障安全）
在这里：.to_string() 会在堆上开辟一块新空间，把 "hello world" 拷贝进来

3. 栈（Stack）

存储内容：函数里的局部变量和结构体字段（固定大小）
在这里：变量 s 是个 String，它是一个结构体，保存在栈上，记录了堆那块内存的三个关键信息

三、什么是一个 word？

在 64 位系统 中，一个 word = 8 字节
Rust 中很多基础类型如指针、usize 等都是一个 word 大小
一个 String 包含 3 个字段：指针 + 长度 + 容量 → 共 3 个 word = 24 字节

四、Rust 中 String 的结构

Rust 的 String 实际上是下面这个结构：

struct String {ptr: *const u8,    // 指向堆上的字符串数据len: usize,        // 当前字符串的长度capacity: usize,   // 分配的总内存容量
}

举个例子，如果你用 .to_string() 创建了 "hello world"，那么：

ptr → 指向堆上的字符串数据
len = 11（hello world 一共 11 个字符）
capacity = 11（刚好分配了 11 字节）

五、这行代码到底做了什么？

来回顾这句代码：

let s = "hello world".to_string();

执行过程：

"hello world" 是字符串字面量，编译阶段进入 .rodata
.to_string() 时：
- 在堆上申请 11 字节
- 把 .rodata 中的数据逐字节拷贝过去
在栈上创建一个 String 结构体（变量 s）：
- 存储堆地址（ptr）
- 长度（len = 11）
- 容量（capacity = 11）

📦 三个 word 分别是什么？

字段	类型	意义
`ptr`	`*const u8`	指向堆上数据的地址
`len`	`usize`	表示字符串当前长度
`capacity`	`usize`	表示堆中已分配的空间容量

六、用代码验证 String 的大小

可以用 std::mem::size_of::<String>() 来验证：

use std::mem::size_of;fn main() {println!("Size of String: {}", size_of::<String>());
}

输出为：

Size of String: 24

七、可视化内存布局

.rodata（只读段）：
+----------------+
| "hello world"  | ← 编译时写入，可读不可改堆：
+-----------------------------------+
| 'h' 'e' 'l' 'l' 'o' ' ' 'w' 'o' 'r' 'l' 'd' |
^
|__ s.ptr 指向这里，len = 11，cap = 11栈：
+------------------------------+
| ptr（指向堆）               |
| len = 11                    |
| capacity = 11               |
+------------------------------+

八、延伸思考与解答

❓1. 如果改用 `let s = "hello world";` 会发生什么？

这是 &'static str，不是 String：

"hello world" 仍然在 .rodata 段
s 是对该段的引用，不会复制也不会在堆上分配内存
s 的类型是 &'static str，本质上就是一个指针和长度的组合，占 16 字节（2 个 word）

👉 更高效，但不可变。

❓2. 为什么还要用 `.to_string()`，不直接用 `&str`？

&str 是只读的，不能修改
.to_string() 创建一个 可变字符串，你可以 .push()、.insert() 等
在需要修改字符串内容时，必须使用 String

❓3. 如果字符串很长或频繁修改，是否性能差？

如果你不断修改字符串，比如 .push_str()，可能会多次触发重新分配（扩容）
最好使用 .with_capacity() 预先分配内存，避免多次扩容

例如：

let mut s = String::with_capacity(100);
s.push_str("hello");

❓4. `Vec<T>` 和 `String` 内部结构一样吗？

几乎一样！

String 就是 Vec<u8> 的封装
二者都有指针、长度、容量
所以你可以通过 .into_bytes() 把 String 转成 Vec<u8>，而 .from_utf8() 可以反转回来

九、总结

这一行代码表面上只是创建了一个字符串，但它背后涉及了：

.rodata 存储静态常量
堆上拷贝数据（可变性）
栈上维护指针、长度、容量

它完美体现了 Rust 的内存模型：安全、高效、结构清晰。

理解 Rust 中的 String 分配机制

在 Rust 中，哪怕是一行再普通不过的代码，也可能暗藏玄机。这次我们就来剖析这样一句看似简单的代码： let s "hello world".to_string();这行代码触发了只读数据段（.rodata）、堆（heap&#xff0…...

编程日记 2025/8/22 7:40:25

园区网拓扑练习

1.拓扑图要求 1.按照图示的VLAN及IP地址需求，完成相关配需 2、要求SW1为VLAN 2/3的主根及主网关，SW2为vlan 20/30的主根及主网关，SW1和SW2互为备份 3.上层通过静态路由协议完成数据通信过程 4.AR1为企业出口路由器 5.要求全网可达 2.需求分…...

编程日记 2025/8/17 23:35:26

CentralCache

目录一、Span和Spanlist 二、CentralCache 一、Span和Spanlist CentralCache其实也是哈希桶结构，只不过他是一个个的Span（Span是管理一定数量的页的结构），而且Span会管理一个freelist，用来挂起一个个的小内存块给Th…...

编程日记 2025/8/22 7:39:54

STM32 基础1

什么是GPIO的上拉和下拉电阻下拉电阻：把一个不确定的信号通过电阳连接到地，其实就是初始化为低电平。上拉电阻：把一个不确定的信号通过电连接到高电平，其实就是初始化为高电平。本质：上拉地注入电流，下…...

编程日记 2025/8/18 0:34:50

Python爬虫第5节-urllib的异常处理、链接解析及 Robots 协议分析

目录一、处理异常 1.1 URLError 1.2 HTTPError 二、解析链接 2.1 urlparse() 2.2 urlunparse() 2.3 urlsplit() 2.4 urlunsplit() 2.5 urljoin() 2.6 urlencode() 2.7 parse_qs() 2.8 parse_qsl() 2.9 quote() 2.10 unquote() 三、分析网站Robots协议 3.1 R…...

编程日记 2025/8/22 7:39:54

STM32——DAC转换

DAC简介 DAC，全称：Digital-to-Analog Converter，扑指数字/模拟转换器 ADC和DAC是模拟电路与数字电路之间的桥梁 DAC的特性参数 1.分辨率： 表示模拟电压的最小增量，常用二进制位数表示，比如&#xff1a…...

编程日记 2025/8/22 7:37:55

因果推断【Causal Inference】（一）

文章目录 1. 什么是因果推断？2. 为什么要提出因果推断？Motivation：辛普森悖论Scenario 1Scenario 2 3. 【Note】相关性≠因果3.1 混淆(Confounding)——共同原因3.2 样本选择偏差(Selection Bias)——共同结果 4. 潜在结果(Potential Outcome…...

编程日记 2025/8/17 22:19:22

人工智能通识速览（Part5. 大语言模型）

五、大语言模型 1.NLP 自然语言处理（Natural Language Processing, NLP）是人工智能领域的一个重要分支，专注于研究计算机如何理解、生成和处理人类语言。它的目标是让机器能够像人类一样“读懂”文本或语音，并执行翻译、问答、摘…...

编程日记 2025/8/17 22:18:31

优化 Django 数据库查询

优化 Django 数据库查询推荐超级课程：本地离线DeepSeek AI方案部署实战教程【完全版】Docker快速入门到精通Kubernetes入门到大师通关课AWS云服务快速入门实战目录优化 Django 数据库查询**理解 N+1 查询问题****`select_related`：外键的急加载**示例何时使用 `select_re…...

编程日记 2025/8/18 0:23:20

MCP AI：下一代智能微服务控制平台 (.NET Core)

平台概述 MCP AI (Microservice Control Platform AI) 是基于.NET Core构建的下一代智能微服务控制平台，旨在为企业级微服务架构提供智能化、自动化的管理和控制能力。核心特性智能服务编排 AI驱动的动态服务路由自适应负载均衡算法预测性扩展与收缩统一…...

编程日记 2025/8/17 22:17:58

计算机网络基础：系列教程汇总

计算机网络基础：系列教程汇总一、前言二、计算机网络基础概要三、计算机网络基础3.1 计算机网络基础：揭开网络世界的神秘面纱3.2 计算机网络基础：剖析网络的构成要素3.3 计算机网络基础：认识网络拓扑结构3.4 计算机网络基础：解析网络协议3.5 计算机网络基础：了解网络类型…...

编程日记 2025/8/22 7:36:14

互联网三高-高性能之JVM调优

1 运行时数据区 JVM运行时数据区是Java虚拟机管理的内存核心模块，主要分为线程共享和线程私有两部分。 （1）线程私有 ① 程序计数器：存储当前线程执行字节码指令的地址，用于分支、循环、异常处理等流程控制‌ ② 虚拟机…...

编程日记 2025/8/22 7:38:29

学习比较JVM篇（六）：解读GC日志

一、前言在之前的文章中，我们对JVM的结构、垃圾回收算法、垃圾回收器做了一些列的讲解，同时也使用了JVM自带的命令行工具进行了实际操作。今天我们继续讲解JVM。我们学习JVM的目的是为了了解JVM，然后优化对应的参数。那么如何了解JVM运行…...

编程日记 2025/8/22 7:38:29

说说你对python的理解，有什么特性？

Python是一种高级、解释型、通用的编程语言，由Guido van Rossum于1991年首次发布。经过30多年的发展，Python已成为最受欢迎的编程语言之一，在Web开发、数据分析、人工智能、自动化运维等多个领域都有广泛应用。 Python的核心特性 1. 简洁优…...

编程日记 2025/8/22 7:37:56

【C语言】编译和链接

一、编译环境和运行环境在ANSI C的任何一种实现中，存在着两个不同的环境： 1、翻译环境：在翻译环境中，其会通过编译和链接两个大的步骤，其中编译又分为了预处理（这个我们后面还会详细讲解&#x…...

编程日记 2025/8/17 22:17:16

Spark，IDEA编写Maven项目

IDEA中编写Maven项目 1.打开IDEA新建项目 2.选择java语言，构建系统选择Maven 3.IDEA中配置Maven 注：这些文件都是我们老师帮我们在网上找了改动后给我们的，大家可自行在网上查找编写代码测试HDFS连接 1.在之前创建的pom.xml文件中添加下列…...

编程日记 2025/8/18 0:00:19

【HFP】蓝牙HFP服务层连接与互操作性核心技术研究

目录一、互操作性设计哲学二、服务级别连接（SLC）架构设计 2.1 连接建立流程总览 2.2 核心交互时序图 2.3 关键阶段技术实现 2.4 RFCOMM连接：通信的基石 2.5 特征交换与编解码协商 2.6 指示器状态同步三、状态同步机制深度优化 3…...

编程日记 2025/8/17 22:18:28

VSCode使用Remote-SSH连接服务器时启动失败glibc不符合

问题远程主机可能不符合glibc和libstdc VS Code服务器的先决条件原因 VSCode更新后，如果服务端GLIBC低于v2.28.0版本将不再满足需求查看服务端GLIBC版本： ~$ ldd --version ldd (Ubuntu GLIBC 2.23-0ubuntu11.3) 2.23解决下载V1.85版本下载链…...

编程日记 2025/8/22 7:40:23

InceptionNeXt:When Inception Meets ConvNeXt论文翻译

论文名称：InceptionNeXt:WhenInceptionMeetsConvNeXt 论文地址：https://arxiv.org/pdf/2303.16900.pdf 摘要： 受视觉Transformer(ViTs)长距离建模能力的启发，大核卷积因能扩大感受野、提升模型性能而受到广泛研究与应用&#x…...

编程日记 2025/8/17 23:12:31

windows下，cursor连接MCP服务器

1.下载并安装node 安装后，在cmd命令框中，输入命令node -v可以打印版本号，证明安装完成 2.下载MCP服务器项目在MCP服务器找到对应项目，这里以server-sequential-thinking为例子在本地cmd命令窗口，使用下面命令下载…...

编程日记 2025/8/17 22:18:26

从零开始：使用 kubeadm 部署 Kubernetes 集群的详细指南

使用kubeadmin 部署k8s集群目录硬件要求前期准备 Master 检查 API 服务器证书清理并重新初始化查 kubeadm 初始化日志配置 crictl 的 endpoint 硬件要求主机名 ip 硬件最低要求建议，跑的块 master 10.1.1.7 2核，2G 内存给个6G node2 …...

编程日记 2025/8/21 2:41:59

rancher 采用ingerss ssl 部署nginx+php项目

rancher 采用ingerss ssl 部署nginxphp项目一、创建nginx dockerfile，上传到阿里云镜像仓库（公有，不需要密码） 二、创建php7.4 dockerfile，需要必须扩展， 上传到阿里云镜像仓库（公有&#x…...

编程日记 2025/8/18 0:10:06

开源聚合平台 Websoft9：开源创新已成为中小企业数字化转型、数据驱动企业的基础

引言：开源软件正在重塑企业数字化未来根据2024年OpenLogic报告，94.57%的企业已使用开源软件，其中34.07%的机构加大了对开源技术的投入。开源软件凭借其灵活性、成本优势和生态协作能力，成为中小企业（SMB)数字化转型的…...

编程日记 2025/8/17 22:19:28

IntelliJ IDEA 中通义灵码插件使用指南

IntelliJ IDEA 中通义灵码插件使用指南通义灵码（TONGYI Lingma）是阿里云推出的一款基于通义大模型的智能编码辅助工具，支持 IntelliJ IDEA 等主流 IDE。它提供了代码补全、自然语言生成代码、单元测试生成、代码注释与解释等功能&#xff0…...

编程日记 2025/8/20 21:25:57

如何免费使用Meta Llama 4？

周六, Meta发布了全新开源的Llama 4系列模型。架构介绍查看上篇文章。作为开源模型，Llama 4存在一个重大限制——庞大的体积。该系列最小的Llama 4 Scout模型就拥有1090亿参数，如此庞大的规模根本无法在本地系统运行。不过别担心！即使你没有GPU，我们也找到了通过网页…...

编程日记 2025/8/19 16:24:02

introduceHLSL

最近打算好好学习一下ue的shader，跟着下面的视频，打算每天至少更新一集 https://www.youtube.com/watch?vlsXB1PQdGx0&t494s 通过下面的蓝图方式我们就可以得到一个变化的材质 alpha参数的生成实际上就是下面的式子 custom节点允许直接的写入hlsl…...

编程日记 2025/8/22 7:38:29

Module模块化

导出：export关键字 export var color "red"; 重命名导出在模块中使用as用导出名称表示本地名称。 import { add } from "./05-module-out.js"; 导入： import关键字导入单个绑定 import { sum } from "./05-module-out.js&…...

编程日记 2025/8/22 7:36:13

使用 Rsync + Lsyncd 实现 CentOS 7 实时文件同步

文章目录 🌀使用 Rsync Lsyncd 实现 CentOS 7 实时文件同步前言介绍架构图🧱系统环境🔧Rsync配置（两台都需安装）关闭SELinux（两台都需） 📦配置目标端（client&#xff09…...

编程日记 2025/8/20 23:34:03

软件工程第三章习题

一、选择题 1. (1)答案：D 解析：可行性研究是对项目在技术、经济、操作等多方面进行全面评估论证，也称为项目论证。技术可行性研究、操作可行性研究、经济可行性研究只是可行性研究的部分内容，不能涵盖整体概念。 2. (2)答案&…...

编程日记 2025/8/22 7:37:55

基于ElasticSearch的向量检索技术实践

基于ElasticSearch的向量检索技术实践作者：Tableau 原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/620260383 图片、视频、语音、文本等非结构化数据可以通过人工智能技术（深度学习算法）提取特征向量，然后通过对这些特征向量…...

编程日记 2025/8/22 7:36:10

Spring Boot 项目日志系统全攻略：Logback、Log4j2、Log4j与SLF4J整合指南

Spring Boot 项目日志系统全攻略：Logback、Log4j2、Log4j与SLF4J整合指南日志系统是应用程序不可或缺的组成部分，良好的日志实践能极大提升开发调试和线上问题排查的效率。本文将全面介绍Spring Boot项目中各种日志框架的配置与使用方案，包…...

编程日记 2025/8/17 22:17:40

【设计模式】责任链模式

简介很多公司都有请假的流程，当员工提交请假申请时，请求会沿着组长 → 经理 → CEO 的链条传递，直到有对应层级的领导处理。适用场景一个请求需要多个对象中的一个或多个处理（如审批流程、过滤器链）。处理对象和…...

编程日记 2025/8/17 22:19:13

智能气候前沿：AI Agent结合机器学习与深度学习在全球气候变化驱动因素预测

全球气候变化已成为21世纪最严峻的环境挑战，其复杂的驱动因素如温室气体排放、气溶胶浓度、野火、海冰融化以及农业和生态系统变化等，交织影响着全球的气候格局。第一：气候变化驱动因素与数据科学基础 1.1气候变化全球气候变化中国碳中…...

编程日记 2025/8/17 23:42:02

es 原生linux部署集群

背景目的： 1. 理解不同部署方式的架构差异 2. 对比环境配置的复杂度 3. 评估性能与资源管理 4. 探索扩展性与高可用性 5. 学习安全与隔离机制 6. 实践监控与维护 7. 掌握混合部署与云原生场景实验的最终目标技能提升： 全面掌握Elasticsear…...

编程日记 2025/8/18 0:34:26

Springboot 同时支持不同的数据库，Oracle，Postgresql

## 关键字 Java，Springboot，Vscode，支持多种数据库 ## 背景环境我在实际项目开发工程中遇到这样一个问题，用户 A 使用 Oracle 数据库，用户 B 使用 Postgresql 数据库，但是用户 AB 都使用我们的项目。所以…...

编程日记 2025/8/17 22:19:12

go --- go run main.go 和 go run .

目录 go run main.gogo run .示例 go run main.go 功能：只编译和运行指定的文件（main.go），忽略同目录下的其他文件。适用场景： 当你只需要运行一个独立的文件，且该文件不依赖其他文件时。适合单文件程序或…...

编程日记 2025/8/17 22:18:18

关于Spring MVC中@RequestMapping注解的详细解析，涵盖其核心功能、属性、使用场景及最佳实践

以下是关于Spring MVC中RequestMapping注解的详细解析，涵盖其核心功能、属性、使用场景及最佳实践： 1. 基础概念 RequestMapping是Spring MVC的核心注解，用于将HTTP请求映射到控制器（Controller）的方法上。它支持类级…...

编程日记 2025/8/17 22:17:31

deepseek使用记录26——从体力异化到脑力异化

我们的一切发现和进步，似乎结果是使物质力量具有理智生命，而人的生命则化为愚钝的物质力量。AI快速发展的现实中，人面临着比工业革命更深刻的异化。在工业革命中，人的身躯沦为了机器的一部分，而现在人的脑袋沦为了AI的…...

编程日记 2025/8/18 0:14:13

Ubertool 的详细介绍、安装指南及使用说明

Ubertool：多协议网络分析与调试平台一、Ubertool 简介 Ubertool 是一款开源的多协议网络分析工具，专为物联网（IoT）、嵌入式系统和工业自动化领域设计。它支持蓝牙、Wi-Fi、LoRa、CAN总线等多种通信协议的实时监控、数据包捕获…...

编程日记 2025/8/19 1:27:54

用 HTML、CSS 和 jQuery 打造多页输入框验证功能

在网页开发中，输入框验证是至关重要的一环，它能确保用户输入的数据符合特定要求，提升交互的准确性与流畅性。今天，我们就来深入剖析一个运用 HTML、CSS 和 jQuery 实现多页输入框验证的精彩实例，带你领略前端开发中表单…...

编程日记 2025/8/18 0:32:57

在CentOS上安装Docker需要注意的事项

文章目录前言Docker Engine如何设置仓库设置镜像加速器获取镜像加速器地址写在前面：大家好！我是晴空๓。如果博客中有不足或者的错误的地方欢迎在评论区或者私信我指正，感谢大家的不吝赐教。我的唯一博客更新地址是：https://ac-…...

编程日记 2025/8/20 7:14:15

Chrome 135 版本新特性

Chrome 135 版本新特性一、Chrome 135 版本浏览器更新 ** 1. 第三方托管账户注册迁移到 OIDC 授权码流程** Chrome 135 将账户注册的登录页面从营销网站迁移到动态网站，同时也将 OpenID Connect (OIDC) 的隐式流程迁移到授权码流程。这样做的目的是进一步提升第…...

编程日记 2025/8/18 0:56:07

CMake实战指南一：add_custom_command

CMake 进阶：add_custom_command 用法详解与实战指南在 CMake 构建系统中，add_custom_command 是一个灵活且强大的工具，允许开发者在构建流程中插入自定义操作。无论是生成中间文件、执行预处理脚本，还是在目标构建前后触发额外逻…...

编程日记 2025/8/18 0:02:30

K8S学习之基础七十五：istio实现灰度发布

istio实现灰度发布上传镜像到harbor 创建两个版本的pod vi deployment-v1.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:name: appv1labels:app: v1 spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: v1apply: canarytemplate:metadata:labels:app: v1apply: canaryspec…...

编程日记 2025/8/18 0:44:23

7-1 列出连通集

作者陈越单位浙江大学给定一个有 n 个顶点和 m 条边的无向图，请用深度优先遍历（DFS）和广度优先遍历（BFS）分别列出其所有的连通集。假设顶点从 0 到 n−1 编号。进行搜索时，假设我们总是从编号最小的顶点…...

编程日记 2025/8/21 9:23:49

XML Schema 指示器

XML Schema 指示器引言 XML Schema 是一种用于定义 XML 文档结构的语言，它能够确保 XML 文档的合法性。在 XML 文档的解析和应用中，XML Schema 指示器（XML Schema Indicator）扮演着至关重要的角色。本文将详细介绍 XML Schema 指示器的概念、作用、应用场景以及如何使用…...

编程日记 2025/8/18 0:58:58