正确解开Rc<RefCell<T>>包装的方法

问题 #

我在Rust中有一个需要在代码各处传递并操作的数据结构，据我所知，最简单的默认方式是用Rc做引用计数、RefCell实现内部可变性来包装它。我自认为对这两个结构体有基础理解，写出了如下代码：

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;

// 需在代码各处传递并操作的核心数据结构
struct MyState {
    data: i32 // 示例数据
}

// 用于修改示例状态的方法
impl MyState {
    fn modify_state(&mut self, data: i32) {
        self.data += data;
    }
}

// 为方便传递，用RefCell实现内部可变性、Rc做引用计数，封装为新类型
#[derive(Clone)]
struct MyStateRef(Rc<RefCell<MyState>>);

impl MyStateRef {
    fn new() -> Self {
        MyStateRef(Rc::new(RefCell::new(MyState{data: 0})))
    }
}

fn main() {
    // 创建被Rc和RefCell包装的MyState实例
    let state = MyStateRef::new();

    // "state"可克隆传递，现在希望调用modify_state修改内部MyState
    state.0 [...???...] .modify_state(3);
}

我无法让main函数的最后一行正常运行，尝试了borrow_mut、get_mut等多种组合但都失败了。我知道这涉及到Deref和DerefMut，但搞不清楚具体逻辑。有人能让最后一行正常运行并解释原因吗？

解决方案与解释 #

直接修复代码 #

把main里的最后一行改成下面这样就能正常运行：

state.0.borrow_mut().modify_state(3);

如果想让代码更优雅、避免直接暴露内部结构，可以给MyStateRef封装一个修改方法：

impl MyStateRef {
    fn new() -> Self {
        MyStateRef(Rc::new(RefCell::new(MyState{data: 0})))
    }

    // 封装状态修改逻辑，对外提供简洁接口
    fn modify_state(&self, data: i32) {
        self.0.borrow_mut().modify_state(data);
    }
}

// main函数里直接调用即可
state.modify_state(3);

底层逻辑拆解 #

我们一步步看为什么这样可行：

1. state.0获取到内部的Rc<RefCell<MyState>>，Rc实现了Deref trait，会自动解引用为内部的RefCell<MyState>，所以不需要手动写*来解引用Rc。
2. RefCell::borrow_mut()会返回一个RefMut<'_, MyState>类型，这个类型同样实现了DerefMut trait，会自动解引用成&mut MyState，刚好匹配MyState::modify_state需要的&mut self参数。

你之前尝试get_mut失败是因为它的适用场景有限：RefCell::get_mut只有在能拿到&mut RefCell<T>（即RefCell本身是可变的）时才能调用，但这里Rc提供的是共享访问，无法直接获取&mut RefCell<T>，所以get_mut在这里用不了。

关于自动解引用的补充 #

Rust的自动解引用规则是为了简化代码：当你调用方法时，编译器会自动尝试对调用者进行解引用，直到找到能匹配该方法的类型。所以在这个场景下，我们不需要手动处理Rc和RefMut的解引用，编译器会帮我们自动完成。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Achim