当我可以使用 Cell 或 RefCell 时，我应该选择哪个？

Question

从 std::cell documentation 中，我看到 Cell 是 "only compatible with types that implement Copy"。这意味着我必须对非 Copy 类型使用 RefCell。

当我有一个 Copy 类型时，使用一种类型的单元格比使用另一种类型的单元格有好处吗？我假设答案是 "yes"，否则两种类型都不会存在！使用一种类型相对于另一种类型的好处和权衡是什么？

这是一个愚蠢的虚构示例，它使用 Cell 和 RefCell 来实现相同的目标：

use std::cell::{Cell,RefCell};

struct ThingWithCell {
    counter: Cell<u8>,
}

impl ThingWithCell {
    fn new() -> ThingWithCell {
        ThingWithCell { counter: Cell::new(0) }
    }

    fn increment(&self) {
        self.counter.set(self.counter.get() + 1);
    }

    fn count(&self) -> u8 { self.counter.get() }
}

struct ThingWithRefCell {
    counter: RefCell<u8>,
}

impl ThingWithRefCell {
    fn new() -> ThingWithRefCell {
        ThingWithRefCell { counter: RefCell::new(0) }
    }

    fn increment(&self) {
        let mut counter = self.counter.borrow_mut();
        *counter = *counter + 1;
    }

    fn count(&self) -> u8 { *self.counter.borrow_mut() }
}


fn main() {
    let cell = ThingWithCell::new();
    cell.increment();
    println!("{}", cell.count());

    let cell = ThingWithRefCell::new();
    cell.increment();
    println!("{}", cell.count());
}

Answer 1

如果可以，您应该使用 Cell。

Cell 根本不使用运行时检查。它所做的只是一个不允许别名的封装，并告诉编译器它是一个内部可变槽。在大多数情况下，它应该编译成与没有单元格包装的类型完全相同的代码。

相比之下，RefCell 在运行时使用一个简单的使用计数器来检查借用与可变借用，并且如果您违反可变借用的排他性等，该检查可能会导致运行时出现恐慌。可能的恐慌可能会阻碍优化。

至少还有一处不同。 Cell 永远不会让您获得指向存储值本身的指针。所以，如果你需要，RefCell 是唯一的选择。

Answer 2

我认为考虑 Cell 和 RefCell 之间的其他语义差异很重要：

Cell 为您提供价值，RefCell 提供参考资料
Cell 从不恐慌，RefCell 可以恐慌

让我们想象一下这些差异很重要的情况：

let cell = Cell::new(foo);
{
    let mut value = cell.get();
    // do some heavy processing on value
    cell.set(value);
}

在这种情况下，如果我们想象一些具有大量回调的复杂工作流程并且 cell 是全局状态的一部分，则 cell 的内容可能会被修改为"heavy processing" 的副作用，当 value 写回 cell 时，这些潜在的变化将丢失。

另一方面，类似的代码使用 RefCell:

let cell = RefCell::new(foo);
{
    let mut_ref = cell.borrow_mut().unwrap();
    // do some heavy processing on mut_ref
}

在这种情况下，作为 "heavy processing" 的副作用对 cell 的任何修改都是被禁止的，并且会导致恐慌。因此，您可以确定 cell 的值在不使用 mut_ref

的情况下不会改变

我会根据它所持有的值的语义来决定使用哪个，而不仅仅是 Copy 特征。如果两者都可以接受，那么 Cell 比另一个更轻、更安全，因此更可取。

Answer 3

TL; DR：Cell 当你可以的时候。

长答案：Cell 和 RefCell 具有相似的名称，因为它们都允许内部可变性，但它们有不同的目的：

`Cell`

它是 T 的包装器，禁止一次多次共享它：您不能不可变地借用内部数据。这个包装器没有任何开销，但是由于这个限制，你只能做以下操作：

设置内在值，
用其他东西交换内部值，
复制内部值（仅当 T 是 Copy 时，因此）。

由于其限制，Cell 的行为类似于独占借用，aka a &mut T。因此，更改内在值总是安全的。总结一下：

优点：无开销
优点：始终可变
限制：部分操作无法进行

`RefCell`

它是 T 的包装器，“删除”了编译时借用检查：修改内部值的操作采用对 RefCell 的共享引用 &self .通常，这是不安全的，但每个修改操作首先验证该值之前没有被借用。可变借用的排他性在运行时进行验证。

总结：

限制：开销很小
限制：不总是可变的，如果它以前是可变借用的（注意，在这种情况下某些操作可能会崩溃）
优点：您可以进行的操作不受限制

你应该选择什么？

优点和局限互为镜子。您的问题的答案是：如果 Cell 的限制不打扰您，请使用它，因为除此之外，它只有优点。但是，如果您想要更灵活的内部可变性，请使用 RefCell.

当我可以使用 Cell 或 RefCell 时，我应该选择哪个？

When I can use either Cell or RefCell, which should I choose?

rust

`Cell`

`RefCell`

你应该选择什么？