从本节开始介绍智能指针（smart pointer），智能指针是一些数据结构，它们的行为类似于指针，但拥有额外的元数据和附加功能，引用和智能指针不同，引用是只借用数据的指针；而大多数的智能指针本身就拥有它们指向的数据，也就是具有数据的所有权。

Box<T>

装箱类型（box）使我们可以将数据存储在堆上，并在栈中保留一个指向堆数据的指针。

使用场景

• 当拥有一个无法在编译时确定大小的类型，但又想要在一个要求固定尺寸的上下文环境中使用这个类型的值时。

• 当需要传递大量数据的所有权，但又不希望产生大量数据的复制行为时。

• 当希望拥有一个实现了指定 trait 的类型值，但又不关心具体的类型时。

使用装箱

let b = Box::new(5);println!("{}", b); // 5

另外，和其他任何拥有所有权的值一样，装箱会在离开自己的作用域时被释放,包括指针和堆上的数据。

使用装箱定义递归类型

rust 中使用基本类型是无法实现递归的，当然你也可以自行试一下实现一个链表数据结构，过程中必然会得到 rust 的报错，因为 rust 无法确定递归类型的大小，进而无法通过编译。

使用枚举实现链表结构

下面我们使用 rust 尝试实现链表，看一下 rust 的报错：

#[derive(Debug)]enum List {  Cons(i32, List), // error, 递归类型有无限的大小  Nil,}let list = List::Cons(1,  List::Cons(2,    List::Cons(3, List::Nil)  ));println!("{:?}", list);

由于 rust 在编译过程中需要知道所有类型的大小，而在运行时递归是无限的，所以在编译过程中无法计算出递归的大小

使用 Box<T>将递归类型的大小固定下来

下面使用 Box<T>类型重新尝试看看如何实现链表：

#[derive(Debug)]enum List {  Node(i32, Box<List>), // 使用Box标记类型  Nil,}let list = List::Node(1,  Box::new(List::Node(2,    Box::new(List::Node(3,      Box::new(List::Nil))    )  )));println!("{:?}", list);// Node(1, Node(2, Node(3, Nil)))

因为 Box<T>是一个指针，所以 Rust 可以在编译时就确定一个 Box<T>的具体大小。指针的大小总是恒定的，它不会因为指向数据的大小而产生变化。

结构体实现链表结构

上面使用的枚举来实现链表，我们也可以使用结构体来实现：

#[derive(Debug)]struct Node<T> {  value: T,  next: Box<Option<Node<T>>>}let list = Node {  value: 1,  next: Box::new(Some(Node {    value: 1,    next: Box::new(None)  }))};println!("{:?}", list);// Node { value: 1, next: Some(Node { value: 1, next: None }) }

Box 类型比较简单，所以本节内容不多，后面会介绍智能指针相关的 trait，和更多智能指针的类型。