从字符串使用看Golang和Rust对内存使用的区别
今天从Rust偶然回到Golang的世界，怎么写代码怎么别扭，总是忍不住在句子结尾加个分号…看到golang的字符串使用起来特别爽可以到处复制疯狂乱用，有一种从部队宿舍豆腐块被子的生活回归到居家肥宅的随意感，想起好久之前看的golang底层有关的内容，就写点东西来比较一下golang和rust对string的使用。
Go的字符串
在 Go 中，每个字符串本质上是一个结构体，其定义好了就不可用索引进行修改，包含两个字段：
- 指向字符串内容的指针（
*byte）：8 字节（在64 位架构下）。 - 字符串的长度（
len）：8 字节。
其内存布局是这个这样的结构体：
struct string {
data uintptr // 指向字符串内容的指针
len int // 字符串的长度
}
所以golang里面的一个string事实上占用的正真大小为：
package main
import (
"fmt"
"unsafe"
)
func main() {
str := "hello"
fmt.Printf("len(): %d bytes (content size)\n", len(str))
fmt.Printf("Sizeof string struct: %d bytes\n", unsafe.Sizeof(str))
fmt.Printf("Total estimated memory: %d bytes\n", unsafe.Sizeof(str)+uintptr(len(str)))
}
output：
String: hello
len(): 5 bytes (content size)
Sizeof string struct: 16 bytes
Total estimated memory: 21 bytes
Rust的字符串
String
rust里面有两种常用的字符串，一个是String，另一个是&str。
在Rust中，String是一个可变的、堆分配的类型，底层实现是一个Vec<u8>
pub struct String {
vec: Vec<u8>,
}
所以一个String本质上还包含着vector的结构，也就是：
- 指向堆分配数据的指针：8 字节（在64 位系统上）。
- 字符串的长度（
usize）：8 字节。 - 堆分配容量（
usize）：8 字节。
所以说一个rust的string所占用的内存就至少是24字节，而且其本质由于就是一个vector，可以根据索引修改vector里面的值
fn main() {
let s = String::from("hello");
println!("Size of String struct: {} bytes", std::mem::size_of::<String>());
println!("Content length: {} bytes", s.len());
}
output：
Size of String struct: 24 bytes
Content length: 5 bytes
&str
另一个是&str，在Rust中，&str是一个字符串切片类型，它是对字符串数据的不可变引用。相比于String，&str更轻量级，因为它只是一个指向实际字符串数据的引用，而不是负责管理字符串数据本身。简单来说&str就是一个对静态内存或者堆内存的一个引用。一个&str的大小是固定的，包含两个部分：
- 指向字符串内容的指针（
*const u8）：8 字节（在 64 位系统上）。 - 字符串的长度（
usize）：8 字节。
所以一个&str至少就是16字节。
fn main() {
let s = "hello"; // &str 类型
println!("Size of &str: {} bytes", std::mem::size_of_val(&s));
println!("Content length: {} bytes", s.len());
}
output：
Size of &str: 16 bytes
Content length: 5 bytes
why
&str和String的关系
-
String转换为&str-
&str是对String数据的不可变引用。 -
通过
&操作可以将String转换为&str，这并不是简单的取地址，而是生成一个指向String内部数据的引用。 -
示例：
let s = String::from("hello"); let slice: &str = &s; //将 String 转为&str println!("{}", slice);
-
-
&str转换为String-
如果你需要一个拥有所有权的字符串，可以通过
.to_string()或String::from()将&str转换为String。 -
示例：
let slice: &str = "hello"; let s: String = slice.to_string(); // 将 &str 转为 String println!("{}", s);
-
怎么要两个字符串？
都有String了，为什么还要个这种&str，有时候看别人的代码都只创建&str而不是String，这是为什么呢？而且String还可以修改可以直接克隆。
- 轻量级和高效
-
内存开销更小：
&str是不可变的引用，不需要额外的堆分配。- 它只包含一个指针和一个长度，总大小为16 字节，比
String的24 字节更小。
-
数据共享：
&str是对现有字符串数据的引用，不会创建新数据或重新分配内存。适用于只读场景，避免不必要的性能开销。- 例如，字符串字面量（
"hello"）是静态分配的，用&str表示效率更高。
-
性能优越：
-
在函数参数中使用
&str而不是String，避免堆分配和拷贝。 -
示例：
fn greet(name: &str) { println!("Hello, {}!", name); } let name = String::from("Alice"); greet(&name); // 传递不可变引用，避免拷贝，类似于golang里面传递&string
-
- 安全性
&str的不可变性提供了额外的安全保障，确保引用的数据不会意外被修改。
3.适配静态字符串
-
如果数据是静态的（如程序中的字符串字面量），选择
&str是合适的，经常作为全局静态变量使用let s: &str = "hello world"; // 静态字符串
结尾
总结对比
| 特性 | RustString | &str | Golangstring |
|---|---|---|---|
| 大小 | 24字节 | 16字节 | 16字节 |
| 内存管理 | 动态分配堆内存 | 引用已有数据 | 堆分配 |
| 是否可变 | 可变 | 不可变 | 不可变 |
| 用途 | 动态字符串管理，修改内容 | 高效只读，数据共享 | 很多 |
| 典型场景 | 动态构建和管理字符串 | 静态字符串，函数参数，全局变量 | 很多 |
