字符串的类型大小和存储位置的概念定义及区分

在学习Rust的过程中，我们经常会遇到Cannot know size until runtime: str这样的报错，而大多数的解释都是搬运Rust官方文档的解释，这是由于str是动态大小类型(Dynamic Sized Type，DST) ，因此编译器无法确定str类型的大小。然而给我们直观的感受是"hello"字面量只有5个字节，为什么在编译期间不能确定其大小呢？

上述问题困扰了我很久，后来发现这是由于我对类型大小与值大小这两个概念搞混了。假设字符串字面量的类型是str，那么考虑如下代码:

let hello: str = "hello";
let other: str = "other_hello";
let str_arr = vec![hello, other];

我们会发现hello又5个字节，而other则有11个字节，并且vec中又要求所有成员的大小是一致的，那么str到底采用几个字节？这就解释了为什么str是动态大小类型。

同时还有一个比较容易混淆的点，str是动态大小类型，但是我们经常提到str字符串的长度是固定的，比较奇怪的点在于既然str是动态大小类型，为什么其长度又是固定的呢？这个问题其实和上一个问题一样，我们说str字符串的长度固定，指的是其具体的字符串字面量的值是不可变的；而动态大小类型，则指的是类型大小不确定。

由于变量是分配在stack上，而stack上类型的大小必须固定，因此Rust中为了能够使得变量绑定字符串，引入了字符串切片类型&str。需要注意的是&str是一种类型，可以理解为str的引用类型。&str类型由两部分构成:指针和长度，这两者长度都是固定的，因此&str类型可以存储在stack上。

由于字符串字面量不可变，因此Rust引入了可变字符串类型String，其实String与&str很像，而不是str，因为从上述分析可知能存储在栈上的都是固定大小类型，而str类型大小不确定。String类型由三部分构成:指针、长度和容量，相比于&str类型增加了一个容量字段，由于其所有的str长度可变，因此String存储在heap上；同时String还对其指针指向的字符串str拥有所有权，而&str类型对其指向的str没有所有权。

需要注意的是&str类型指向的数据并不一定分配在heap上，它可以在如下存储区域:

• 静态存储区: 字符串字面量"hello"是&'static str类型，这部分数据直接硬编码到程序编译的二进制文件中
• Heap分配: 由String类型字符串s的切片生成s[1..]
• Stack分配: 对于如下分配到栈上的字节数组，可以将其转换为&str类型的字符串:

use std::str;

let x: &[u8] = &[b'a', b'b', b'c'];
let stack_str: &str = str::from_utf8(x).unwrap();

总结下来Rust中字符串的心智模型为: