What are the differences between Rust's ` String ` and ` str `?

String和str是Rust语言中处理字符串的两种主要数据类型，它们有一些关键的区别和各自的使用场景：

1. 数据存储方式：

   • String是一个可增长的、堆分配的、UTF-8编码的字符串类型。它可以被修改，可以增加内容或者改变里面的内容。
   • str通常以&str的形式存在，这是一个字符串切片（string slice），它是对某个String的引用，或者对程序内存中的其他字符串数据的引用。str本身存储在静态内存中，是不可变的。

2. 所有权和借用：

   • String拥有它包含的数据，当String离开其作用域时，其数据会被自动清理。
   • &str则没有所有权，它只是借用了存储字符串数据的实际所有者（比如一个String或者其他&str）的数据。

3. 性能考虑：

   • 修改String可能涉及内存的重新分配，特别是当添加的数据超过了当前分配的内存容量时。
   • 使用&str则不会有这样的性能影响，因为它仅是一个指向已存在数据的引用。

4. 使用场景：

   • 当你需要一个可以修改的字符串时，使用String。例如，当你从文件中读取文本并希望修改文字内容或者动态地添加文字时。
   • 当你需要高效地处理和传递字符串数据，而不需要修改它时，使用&str。这在函数参数传递中特别常见，因为使用&str可以避免数据的复制，从而提高效率。

例子：

rust
fn main() {
    let mut s = String::from("hello"); // 创建一个String
    s.push_str(", world"); // 修改String
    print_with_prefix(&s); // 传递一个对String的引用

    let fixed_str = "fixed string"; // 固定字符串，类型是&'static str
    print_with_prefix(fixed_str); // 直接传递str切片
}

fn print_with_prefix(text: &str) { // 使用&str作为参数，提高函数的通用性和效率
    println!("prefix: {}", text);
}

在这个例子中，s是一个String，我们对它进行修改和增加内容。而print_with_prefix函数接受一个&str参数，展示了如何用&str来提高代码的灵活性和效率。