Rust String 与 &str

更新时间：2026-09-20。Rust 字符串是新手高频报错来源：它分「拥有所有权的 String」和「借用的切片 &str」两层。底层内存布局可对照 Vec/String 内存布局与扩容。

一、核心区别

	String	&str
所有权	拥有堆字节，离开作用域自动释放	借用，不负责释放
可变性	mut 后可增长/修改	不可变视图
底层	堆上 UTF-8 字节（指针+len+cap）	胖指针（数据指针 + 长度）
来源	String::from、.to_string()、format!	字面量、切片、&String 强转
寿命	自管	受借出方约束（字面量是 'static）

let s: String = String::from("hello");   // 堆上、可增长
let lit: &str = "hello";                 // 字面量：&'static str，编入二进制只读区
let view: &str = &s;                     // 从 String 借出切片

二、String 的增长与容量

let mut s = String::new();
s.push_str("hello");
s.push('!');
s += " world";
let combined = format!("{} {}", s, 42);  // 不取得参数所有权
println!("len={} cap={}", s.len(), s.capacity());

和 Vec<u8> 一样，容量不够时按策略重新分配、可能整体搬迁，循环里大量拼接可用 with_capacity 预留，或用 write! 到 String 减少分配（呼应内存布局与扩容）。

三、相互转换与参数选型

// String -> &str
let s = String::from("hi");
let a: &str = &s;          // 自动解引用（Deref），等价 s.as_str()
let b: &str = s.as_str();

// &str -> String
let t1 = "hi".to_string();
let t2 = String::from("hi");
let t3 = format!("{}", "hi");

// 子串是切片（字节边界内）
let sub = &s[0..2];

函数参数优先收 &str：它既能接字面量，也能接 &String（自动 Deref），最通用；只有需要取得所有权、存储或修改时才用 String。

fn greet(name: &str) { println!("hi {name}"); }
greet("alice");                 // &str
greet(&String::from("bob"));    // &String 自动解成 &str

四、为什么不能按索引取字符

Rust 字符串是 UTF-8 字节：一个汉字占 3 字节，s[0] 无法保证落在字符边界，因此直接索引编译不过。

let s = "你好";
// let c = s[0];                       // 编译错误
assert_eq!(s.len(), 6);                // 字节数，不是字符数
assert_eq!(s.chars().count(), 2);      // 字符数（char 是 Unicode 标量值）
for ch in s.chars() { /* 按字符 */ }
for b in s.bytes() { /* 按字节 */ }

字节切片必须落在 UTF-8 边界，否则运行时 panic；需要随机访问按「字符」的数据可先 chars().collect::<Vec<char>>()。

五、常见坑

1. 返回局部 &str：函数里 String 出作用域就释放，返回它的切片会悬垂，应直接返回 String（生命周期规则见生命周期）。
2. 参数用 &String：比 &str 更受限且无收益，统一写 &str。
3. len() 当字符数：它是 UTF-8 字节数，中文场景用 chars().count()。
4. push 与 push_str 混用：push 接单个 char，push_str 接字符串片段。
5. 频繁拼接造分配：循环里 s += part 可能反复扩容，预留容量或改用 write!/join。

总结

Rust 的 String 是拥有堆缓冲、可变可增长、离开作用域自动释放的 UTF-8 字节串（指针+len+cap），&str 是由指针和长度构成的不可变借用切片，字符串字面量是编进只读数据的 &'static str；二者经 as_str/&String（Deref）与 to_string/String::from 互转，函数参数优先用最通用的 &str；字符串按 UTF-8 编码、不能按整数索引取字符，len 是字节数、要数字符用 chars，且不要返回局部 String 的悬垂切片。