Learn Rust Coding · Lezione

Mutabilità interna: RefCell e Cell

Impari a utilizzare `RefCell` e `Cell` per la mutabilità interna, accedendo ai dati in modo mutabile attraverso un riferimento immutabile, in sicurezza.

Mutabilità interna: RefCell e Cell è una lezione Learn Rust Coding gratuita su CoddyKit. Questa è la lezione 2 di 3. Puoi leggere la lezione completa qui gratuitamente — poi esercitati direttamente nel browser con un editor di codice integrato e un tutor IA disponibile 24/7. Fa parte del percorso di apprendimento Learn Rust Coding, e i tuoi progressi si sincronizzano tra il web e l'app CoddyKit. Il corso Learn Rust Coding include 3 lezioni in totale.

Che cos'è la mutabilità interna?

In Rust, le regole del prestito impediscono generalmente di avere un riferimento mutabile a un dato quando si dispone già di un riferimento immutabile allo stesso dato. Questo garantisce la sicurezza dei dati.

La mutabilità interna è un pattern di progettazione che consente di modificare i dati anche quando si dispone soltanto di un riferimento immutabile. È una sorta di eccezione controllata alle normali regole di Rust, utilizzata in situazioni specifiche.

`Cell<T>`: per i tipi Copy

Il tipo Cell<T> fornisce mutabilità interna per i tipi che implementano il trait Copy, come interi, valori booleani e caratteri. Funziona sostituendo il valore contenuto.

get(): restituisce una copia del valore contenuto in Cell.
set(value): sostituisce il valore contenuto in Cell con uno nuovo.

È una soluzione semplice ed efficiente per dati di piccole dimensioni che possono essere copiati.

Usare `Cell` per aggiornare i valori

Ecco un esempio di base con Cell. Notate come sia possibile modificare il valore contenuto in Cell anche se Cell stessa è dichiarata immutabile.

use std::cell::Cell;

fn main() {
  let my_num = Cell::new(10);
  println!("Initial value: {}", my_num.get());

  my_num.set(20);
  println!("Updated value: {}", my_num.get());

  let x = &my_num;
  x.set(30); // Still works via immutable reference!
  println!("Via immutable ref: {}", my_num.get());
}

`RefCell<T>`: per i tipi non-Copy

Quando serve la mutabilità interna per tipi che non implementano Copy, come String, Vec o struct personalizzate, si usa RefCell<T>.

RefCell consente di ottenere riferimenti mutabili ai dati interni, ma applica le regole del prestito di Rust a runtime, non al momento della compilazione.

Il prestito a runtime di `RefCell`

RefCell fornisce metodi che restituiscono smart pointer:

borrow(): restituisce un Ref, uno smart pointer immutabile. È possibile avere più prestiti immutabili contemporaneamente.
borrow_mut(): restituisce un RefMut, uno smart pointer mutabile. È possibile avere un solo prestito mutabile alla volta.

Se si violano queste regole a runtime, il programma esegue panic!.

Usare `RefCell` (prestito immutabile)

Qui usiamo borrow() per ottenere un riferimento immutabile alla String contenuta in RefCell. Possiamo stamparne il contenuto.

use std::cell::RefCell;

fn main() {
  let my_string_cell = RefCell::new(String::from("Hello"));

  let s1 = my_string_cell.borrow();
  println!("Value: {}", *s1); // Dereference Ref to get String

  let s2 = my_string_cell.borrow(); // Multiple immutable borrows are fine
  println!("Another value: {}", *s2);
}

Usare `RefCell` (prestito mutabile)

Ora otteniamo un riferimento mutabile usando borrow_mut(). Questo ci consente di modificare la String. Notate che, una volta che s_mut è nell'ambito, non sono consentiti altri prestiti, né mutabili né immutabili.

use std::cell::RefCell;

fn main() {
  let my_string_cell = RefCell::new(String::from("World"));

  { // Scope for the mutable borrow
    let mut s_mut = my_string_cell.borrow_mut();
    s_mut.push_str(", Rust!");
  }
  // s_mut is out of scope here, so we can borrow again

  let s_final = my_string_cell.borrow();
  println!("Final value: {}", *s_final);
}

Il panic a runtime di `RefCell`

Se si prova a ottenere un prestito mutabile mentre è attivo un altro prestito mutabile o un qualsiasi prestito immutabile, RefCell provoca un panic! a runtime. Questo impedisce la corruzione dei dati.

Eseguite questo codice per vederlo in azione! Il programma si arresterà con un errore "prestito già in uso".

use std::cell::RefCell;

fn main() {
  let my_value = RefCell::new(vec![1, 2, 3]);

  let _first_mut_borrow = my_value.borrow_mut();
  println!("First mutable borrow is active.");

  // This line will cause a runtime panic!
  // Try commenting it out to see the program run successfully.
  let _second_mut_borrow = my_value.borrow_mut();

  println!("This line will not be reached.");
}

Riepilogo: `Cell` e `RefCell`

La scelta tra Cell e RefCell dipende dal tipo di dati e dal modo in cui è necessario interagirvi:

Cell<T>: da usare per i tipi che implementano Copy. Sostituisce l'intero valore ed è generalmente più semplice e più efficiente.
RefCell<T>: da usare per i tipi che non implementano Copy. Fornisce riferimenti ai dati interni e applica le regole del prestito a runtime, consentendo mutazioni più complesse.

Verifica rapida: Cell o RefCell?

Si dispone di una struct che deve memorizzare un contatore mutabile (u32) e un elenco mutabile di nomi (Vec<String>), ed entrambi devono essere aggiornati tramite un riferimento immutabile alla struct. Quali tipi di mutabilità interna si utilizzerebbero per ciascun campo?

Riepilogo: mutabilità interna

Ha imparato il pattern della mutabilità interna di Rust, che consente di modificare i dati tramite un riferimento immutabile in modo controllato e sicuro.

Cell<T>: per i tipi Copy, sostituisce il valore interno.
RefCell<T>: per i tipi che non implementano Copy, fornisce riferimenti mutabili e immutabili verificati a runtime.
La violazione delle regole di RefCell provoca un panic a runtime, garantendo la sicurezza.

Questi tipi sono fondamentali per pattern come gli oggetti mock, i riferimenti circolari o i casi in cui un riferimento immutabile condiviso deve tenere traccia dello stato interno.

Domande Frequenti

La lezione «Mutabilità interna: RefCell e Cell» è gratuita?

Sì — il testo completo di «Mutabilità interna: RefCell e Cell» è gratuito qui sul web. Per esercitarvi in modo interattivo (un editor di codice integrato e un tutor IA 24/7) e sbloccare il resto del corso Learn Rust Coding, passa a CoddyKit PRO. Il corso Learn Rust Coding include 3 lezioni in totale.

Cosa imparerò in «Mutabilità interna: RefCell e Cell»?

Impari a utilizzare `RefCell` e `Cell` per la mutabilità interna, accedendo ai dati in modo mutabile attraverso un riferimento immutabile, in sicurezza. Eserciti Learn Rust Coding con codice pratico che esegui direttamente nel browser, e un tutor IA 24/7 risponde alle tue domande mentre lavori sulla lezione.

Ho bisogno di esperienza per iniziare Learn Rust Coding?

Non è richiesta alcuna esperienza precedente. Learn Rust Coding su CoddyKit è strutturato per principianti e studenti avanzati, quindi puoi iniziare da qui o dall'inizio e procedere al tuo ritmo. Questa è la lezione 2 di 3.

Quanto tempo richiede la lezione «Mutabilità interna: RefCell e Cell»?

La maggior parte delle lezioni CoddyKit richiede circa 5–10 minuti. Ogni lezione è breve e interattiva, quindi fai progressi costanti e riprendi esattamente da dove hai lasciato su web e app.

Posso scrivere ed eseguire codice in questa lezione Learn Rust Coding?

Sì. Ogni lezione Learn Rust Coding include un editor di codice integrato, quindi scrivi ed esegui codice reale direttamente nel tuo browser e ricevi feedback istantaneo dall'IA — nessuna configurazione locale necessaria.

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