常量和静态变量有什么区别，我应该选择哪个？

Question

我从RFC 246知道这一点：

• 常量声明常量值。 这些代表一个值，而不是内存地址。 这是最常见的事情，几乎在所有情况下都会取代我们今天所知道的static 。
• 静态声明全局变量。 这些代表一个内存地址。 它们很少使用：主要用例是全局锁、全局原子计数器以及与遗留 C 库的接口。

当我尝试维护一张桌子时，我不知道两者之间实际上有什么不同。

我应该选择哪一个？

Answer 1

可变性

Rust 中的const ant 是不可变的。 您既不能重新分配也不能修改它：

struct Foo(u32);

const FOO: Foo = Foo(5);
const mut FOO: Foo = Foo(5); // illegal

fn main() {
    FOO = Foo(1); //illegal
    FOO.0 = 2; //illegal
}

static变量可以是可变的，因此可以修改或重新分配。 请注意，写入/修改全局static变量是不安全的，因此需要一个unsafe块：

struct Foo(u32);
static FOO: Foo = Foo(5);
static mut FOO_MUT: Foo = Foo(3);

fn main() {
    unsafe {
        FOO = Foo(1); //illegal
        FOO.0 = 2; //illegal

        FOO_MUT = Foo(1);
        FOO_MUT.0 = 2;
    }
}

发生次数

当你编译一个二进制文件时，所有的const “出现”（你在源代码中使用该const地方）将直接被该值替换。

static将在您的二进制文件中有一个专门的部分，它们将被放置在其中（ BSS 部分，请参阅C 和 C++ 中静态变量存储在哪里？了解更多信息）。

---

总而言之，尽可能坚持使用const 。 如果不可能，因为您需要在使用非const方法的程序中稍后初始化变量，请使用lazy_static! .

内部可变性

虽然const和static都可以使用内部可变性，但您永远不应该使用 const 来这样做。 这是一个例子

use std::sync::atomic::{AtomicU32, Ordering};

static STATIC: AtomicU32 = AtomicU32::new(0);
const CONST: AtomicU32 = AtomicU32::new(0);

fn print() {
    println!("static: {}", STATIC.load(Ordering::Relaxed));
    println!("const:  {}", CONST.load(Ordering::Relaxed));
}

fn main() {
    STATIC.store(3, Ordering::Relaxed);
    CONST.store(3, Ordering::Relaxed);

    print();
}

这在没有任何警告的情况下编译得很好，但会导致不必要的行为。 输出：

static: 3
const:  0

使用clippy时，会显示以下两个警告：

warning: a `const` item should never be interior mutable
 --> src/main.rs:4:1
  |
4 | const CONST: AtomicU32 = AtomicU32::new(0);
  | -----^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  | |
  | make this a static item (maybe with lazy_static)
  |
  = note: `#[warn(clippy::declare_interior_mutable_const)]` on by default
  = help: for further information visit https://rust-lang.github.io/rust-clippy/master/index.html#declare_interior_mutable_const

warning: a `const` item with interior mutability should not be borrowed
 --> src/main.rs:8:27
  |
8 |     println!("const: {}", CONST.load(Ordering::Relaxed));
  |                           ^^^^^
  |
  = note: `#[warn(clippy::borrow_interior_mutable_const)]` on by default
  = help: assign this const to a local or static variable, and use the variable here
  = help: for further information visit https://rust-lang.github.io/rust-clippy/master/index.html#borrow_interior_mutable_const

warning: a `const` item with interior mutability should not be borrowed
  --> src/main.rs:13:5
   |
13 |     CONST.store(3, Ordering::Relaxed);
   |     ^^^^^
   |
   = help: assign this const to a local or static variable, and use the variable here
   = help: for further information visit https://rust-lang.github.io/rust-clippy/master/index.html#borrow_interior_mutable_const

Answer 2

如果您的变量不打算更改，则没有太大的实际区别。

常量在编译时内联，这意味着它们被复制到它们使用的每个位置，因此通常更有效，而静态引用内存中的唯一位置，更像是全局变量。

常量是......常量而静态，虽然仍然是全局的，但可以是可变的。

Answer 3

Rust static vs const

const ：

• 内存中没有固定地址
• 它们被内联到每个使用它们的地方，这意味着它们被直接放入使用它们的地方的二进制文件中。
• 通常运行速度更快，但可执行文件更大，因为它不必像static一样查找地址

static ：

• 在内存中有一个固定地址
• 它们的值从每个使用它们的固定地址加载。
• 通常运行时间较慢，因为我们需要执行从固定地址加载数据的额外指令。 然而，这可能导致较小的可执行文件（仅当它被频繁使用时），因为它不必将值的多个副本烘焙到可执行文件中。

例子：

    static CDF: i32 = 100;
    const ABC: i32 = 50;

    fn main() {
        println!("{}", CDF); // compiler will put in a load instruction here for the static address
        println!("{}", ABC); // compiler will put the value 50 here directly
    
        // statics can be mutable
        static mut HI: &str = "hi";
    
        // however using mut static is unsafe
        unsafe {
            HI = "HITHERE";
        }
    
        unsafe {
            println!("{}", HI);
        }
    }

Answer 4

static的主要目的是允许函数控制在调用时记住的内部值，但不能被主应用程序代码访问。 它类似于类变量，而不是其他语言中的实例变量。 C 和 PHP 以及许多其他语言也有这个概念。

示例：您想跟踪函数被调用的次数并有一种重置内部计数器的方法：

fn counter(reset: bool) -> i32 {
    static mut Count: i32 = 0;

    unsafe {
        if reset {
            Count = 0;
        }    
        Count += 1;
        return Count;
    }
}

println!("{}",counter(true));
println!("{}",counter(false));
println!("{}",counter(false));
//println!("{}", Count); // Illegal