1. String, &str 和 str
想要搞清楚这三者的差别，要从 str 开始说起。
1.1. str 和 &str
str 是字符串切片（string slice），是对部分连续的 UTF8 字符序列的引用。
所有的切片类型，例如 str、[u8]、[i32] ，都是 Unsized 的（不定长类型，或称动态大小类型，Dynamicly Sized Types, DST），它们占用的内存空间的具体大小在编译期是不可知的。
我们知道，变量都是存放在栈上的，而栈上是不允许存在一个大小不可知的数据的，因此如果我们想创建某个类型的变量，那么这个类型必须满足 Sized 约束，即定长类型。而对于这些 Unsized 类型，我们使用的时候就必须包裹一个 Sized 的间接层，比如引用 & 或者 Box。
拿我们常见的 &str 、&[u8] 来举例：
-
&str是对字符串切片的引用，其占用的内存空间是固定的，包含两个成员：一个是指针，指向连续的 u8 数据（存放着 UTF-8 字符），另一个是usize类型，表示字节的数量。 -
其它切片引用，例如
&[T]，占用的内存空间也是固定的，同样包含两个成员：一个指向连续数据的指针，和一个表示元素数量的计数。
同理，特征对象
dyn Trait本身也是不定长类型，也要加上引用或者Box才能操作。读到这里，你可能会有疑惑：绝大多数切片都是
[]包起来的形式，但为什么要为字符串切片单独设计个str呢？[char]又是什么？先不急，我们后面会讲。
从代码角度来看，&str 可能长这样（注，只是说明，可能并非真实代码）：
struct &str {
data: *const u8,
len: usize,
}1.2. String
String 是一个可变的、堆上分配的 UTF-8 的 u8 缓冲区。这意味着 String 拥有一块堆上分配的内存的所有权，它用这块空间存放数据，并可以调整大小。
在标准库中我们可以看到 String 的原型：
pub struct String {
vec: Vec<u8>,
}1.3. &str 与 String 的区别
在前面两个小节中，我们分别对这三种类型做出了定义：str 本质是字符串切片，&str 是字符串切片的引用，String 是对数据拥有所有权的堆上字节缓冲区。从这些定义出发，我们可以发现 &str 与 String 有如下几项重要的区别：
-
所有权：
String拥有数据的所有权；而&str只是切片，并不拥有所有权 -
空间拓展性：显然，切片作为（部分）引用，不能扩展其指向的数据空间；而
String用有这块堆上数据的所有权，因此在需要的时候可以进行扩容。 -
底层数据存放位置：
String的字符串数据一定存放在堆上；而&str由于是切片，只是一个引用，其数据存放的位置要视借用对象而定。可以分成如下几种情况：- 引用的对象是字面量（String literal），则数据存放在 .data 段中；
- 引用的对象是数组，则数据存放在栈上；
- 引用的对象是
String，则数据存放在堆上。 - 特别地，如果数组过于巨大，放在栈上会导致爆栈，此时 rust 编译器会转而将其存放到堆上，
&str的数据存放位置也在堆上了。
1.4. 另一个区别：可修改性
由于 String 拥有数据的所有权，因此只要 String 变量是 mut 的，就可以随意对数据进行增删改，例如：
let mut s = String::from("Hello ");
s.push_str("rust");但是，字符串切片，即使被定义成 &mut str 的形式，也只能经由 unsafe 的方法来修改数据。换言之，在 safe rust 中，&str 是无论如何都不能修改数据的。这一点与其他类型的切片大相径庭。
// u8 类型切片，可以修改引用的数据
let mut arr: [u8; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
let reference = &mut arr[1..2];
reference[0] = 1;
println!("{arr:?}"); // 打印：[1, 1, 3, 4, 5]
// 字符串切片，只能通过 unsafe 方法转为 &mut [u8] 来修改
let mut my_string = String::from("Hello, world!");
let my_str_slice: &mut str = &mut my_string[..];
let bytes: &mut [u8] = unsafe { my_str_slice.as_bytes_mut() };
bytes[7..12].copy_from_slice(b"Rust!");
println!("{}", my_string); // 打印：Hello, Rust!!因此，&str 在 safe rust 中只能作为一种只读切片，尽管其他的切片类型都可以被定义成可写的。
1.5. &mut str 在 safe rust 中不能修改指向数据的原因
存在这个限制的主要原因是 &str （还有 String）强制采用 UTF-8 编码。UTF-8 编码中，一个字符的长度是不固定的，可能是 1~4 字节，视其第一个字节的前几位而定：
- 第一个 bit 是 0，则是一个单字节字符，即 ASCII
- 前三个 bit 是 110，则是个二字节字符
- 前四个 bit 是 1110，则是个三字节字符
- 前五个 bit 是 11110，则是个四字节字符
如果我们想通过 &mut str 修改指向的数据，那么可能会出现需要修改数据长度的情况，例如把某个单字节字符改成了多字节字符。然而，切片作为一种引用，并不具有数据的所有权，因而无权对数据的长度进行变动。所以，这种操作在 safe rust 中是不可行的。rust 设计者们的想法是，提供一个 unsafe 方法，让调用者自己保证修改后的结果依然是正确的 UTF-8 编码。
2. char
char 是 rust 中的另一种字符类型。前面我们提到， &str 和 String 都要求是 UTF-8 编码，但 char 是 unicode 编码，其每个字符长度是固定的 4 字节。
此外，char 本身就是一种基本类型，而 &str 和 String 本质上都是基于另一种基本类型—— u8 的。
由于以上这两点，char 与 &str String 之间存在着显著的区别。当然，我们也能比较方便地在二者之间转换。
到底使用哪一方，主要还是视我们业务场景中需要使用到的编码类型来考虑。如果需要 unicode 编码，则我们需要使用 Vec<char> 和 &[char] ；如果 UTF-8 可以满足需求，那么就可以使用 String 和 &str ，从而节省内存空间。
