Rust报错cannot assign to value behind & reference问题解析

核心报错为：cannot assign to first.value, which is behind a & reference，以下针对三个疑问逐一说明：

疑问1：为什么let mut first =写法无法让编译器认可first的可变性，支持修改first.value #

Rust的可变性规则分为两层，二者互不干扰：

• 第一层是变量绑定本身的可变性：由let mut声明，代表这个变量存储的值可以被替换，比如你可以让一个引用类型的变量重新指向其他地址。
• 第二层是引用指向内容的访问权限：由引用类型决定，&T是不可变共享引用，仅提供读权限；&mut T是可变独占引用，提供读写权限。

你写的let mut first = &all_my_data[0]中，let mut仅让first这个变量本身可以被重新赋值（比如写first = &all_my_data[1]是合法的），但first持有的是不可变引用&Data，无论变量本身是否可变，都不能通过不可变引用修改指向的内容，因此修改first.value会触发报错。只有将右侧改为&mut all_my_data[0]拿到可变引用，才具备修改内部字段的权限。

疑问2：这个异常表现是否是因为数据被包裹在Box中导致的特殊行为？ #

不是。
Box<T>是堆分配的智能指针，实现了标准的Deref/DerefMut trait，会透明转发内部值的借用权限，行为和直接存储T完全一致，不会改变Rust的借用规则。你可以将代码中的Box移除，直接向Vec中 push Data实例，依然会触发完全相同的E0594错误。

疑问3：赋值语句右侧的mut和左侧的mut作用有什么差异？ #

两个位置的mut修饰目标完全不同，作用无关联：

• 等号左侧let mut 变量名中的mut：修饰变量绑定本身，代表该变量可以被重新赋值，不改变变量持有值的访问权限。
• 等号右侧&mut T中的mut：修饰引用的访问权限，代表这是可变独占引用，只有持有该类引用时，才能修改引用指向的内存数据。

可以通过以下代码快速理解二者差异：

let mut data = Data::new("test");
let mut other_data = Data::new("other");

// 变量本身不可变，但持有可变引用：可以改指向的内容，不能让变量重新指向
let a = &mut data;
a.value = "new value".to_string(); // 合法
// a = &mut other_data; // 报错：a是不可变绑定，不能重新赋值

// 变量本身可变，但持有不可变引用：可以让变量重新指向，不能改指向的内容
let mut b = &data;
b = &other_data; // 合法
// b.value = "new value".to_string(); // 报错：b持有的是不可变引用，无写权限

// 变量可变+持有可变引用：既可以重新指向，也可以修改指向的内容
let mut c = &mut data;
c.value = "new value".to_string(); // 合法
c = &mut other_data; // 合法

可复现代码 #

#![allow(unused)]
fn main() {
    let mut all_my_data = Vec::new();
    
    all_my_data.push(Box::new(
        Data::new("Hello World!"),
        ),
    );
    all_my_data.push(Box::new(
        Data::new("This is the end of the World!"),
        ),
    );
    all_my_data.push(Box::new(
        Data::new("Goodbye!"),
        ),
    );
    
    let mut first = &all_my_data[0]; // This errors out
    //let mut first = &mut all_my_data[0]; // This works
    first.value = String::from("Hello New World!");
    println!("First: {:?}", first);
    let second = &all_my_data[1];
    println!("Second: {:?}", second);
    let third = &all_my_data[2];
    println!("Third: {:?}", third);
}

#[derive(Debug)]
struct Data {
    value: String,
}

impl Data {
    pub fn new(value: &str) -> Data {
        Data {
            value: value.to_string()
        }
    }
}

编译报错信息 #

error[E0594]: cannot assign to `first.value`, which is behind a `&` reference
  --> src/main.rs:20:5
   |
18 |     let mut first = &all_my_data[0]; // This errors out
   |                     --------------- help: consider changing this to be a mutable reference: `&mut all_my_data[0]`
19 |     //let mut first = &mut all_my_data[0];
20 |     first.value = String::from("Hello New World!");
   |     ^^^^^^^^^^^ `first` is a `&` reference, so the data it refers to cannot be written

For more information about this error, try `rustc --explain E0594`.
error: could not compile `playground` due to previous error

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David