Clone 和 Copy

本课属于 Coddy Rust 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 37 课，共 61 课。

在 Rust 中，将一个值赋给另一个变量时，所有权通常会移动：原变量会失效。不过，两个标准 trait 会改变这种行为：Clone 和 Copy。

Copy trait 支持隐式按位复制。当某个类型实现了 Copy 时，将它赋值给另一个变量会自动创建副本，而不是转移所有权：

#[derive(Copy, Clone)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

let p1 = Point { x: 10, y: 20 };
let p2 = p1;  // p1 被复制了，没有被移动

println!("{}, {}", p1.x, p2.x);  // 两者都有效！

Clone trait 通过 .clone() 方法提供显式深拷贝。派生 Copy 时必须实现它，但对于需要显式复制的类型，也可以单独使用：

let p3 = p1.clone();  // 显式复制

有一个重要的限制：只有当所有字段也都实现了 Copy 时，类型才能派生 Copy。整数和浮点数等简单类型实现了 Copy，但 String 没有。它管理堆内存。如果你的结构体包含 String，就只能派生 Clone，不能派生 Copy。

特征	行为	用途
`Copy`	隐式，自动	简单的仅栈数据
`Clone`	通过 `.clone()` 显式执行	任何可复制的数据

对于字段为基本类型的简单结构体，派生这两种 trait 后，你就可以自由地赋值，而不必担心所有权。

挑战

简单

让我们构建一个坐标系，展示 Copy 和 Clone trait 的区别！你将创建两个结构体，一个可以隐式复制，另一个需要显式克隆，从而了解 Rust 如何根据派生的 trait 以不同方式处理复制。

你将在两个文件中组织代码：

coordinates.rs：定义两个表示不同类型坐标的公共结构体：
- GridPoint：包含公共字段 x 和 y（两者都是 i32）。由于它只包含基本类型，因此派生 Copy 和 Clone，这样赋值时就可以隐式复制。
- NamedLocation：包含公共字段 name（String）以及 x/y 字段（i32）。由于它包含 String，你只能派生 Clone，不能派生 Copy。要复制这个结构体，需要显式调用 .clone()。
main.rs：引入 coordinates 模块，并演示复制时这两个结构体的不同行为。使用提供的输入创建实例，然后展示：
- 可以将 GridPoint 赋值给另一个变量，并且两者仍然有效（隐式复制）
- 必须使用 .clone() 创建 NamedLocation 的副本，同时保留原对象的有效性

你的输出应显示原始值以及复制或克隆后的值，以证明复制后两个变量都有效：

Original point: ({x}, {y})
Copied point: ({x}, {y})
Original location: {name} at ({x}, {y})
Cloned location: {name} at ({x}, {y})

例如，输入 5、10 和 Home 时：

Original point: (5, 10)
Copied point: (5, 10)
Original location: Home at (5, 10)
Cloned location: Home at (5, 10)

你将收到三个输入：x 坐标（解析为 i32）、y 坐标（解析为 i32）和位置名称。

亲手试试

mod coordinates;

use coordinates::{GridPoint, NamedLocation};

fn main() {
    // 读取输入
    let mut input1 = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut input1).expect("Failed to read line");
    let x: i32 = input1.trim().parse().expect("Invalid number");

    let mut input2 = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut input2).expect("Failed to read line");
    let y: i32 = input2.trim().parse().expect("Invalid number");

    let mut input3 = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut input3).expect("Failed to read line");
    let name = input3.trim().to_string();

    // TODO：用 x 和 y 创建一个 GridPoint 实例

    // TODO：通过赋值给另一个变量演示隐式复制
    // （GridPoint 实现了 Copy，因此会自动创建副本）

    // TODO：打印原始点和复制的点
    // 格式："Original point: ({x}, {y})"
    // 格式："Copied point: ({x}, {y})"

    // TODO：用 name、x 和 y 创建一个 NamedLocation 实例

    // TODO：演示显式克隆（NamedLocation 只实现了 Clone，没有实现 Copy）
    // 使用 .clone() 创建副本

    // TODO：打印原始位置和克隆的位置
    // 格式："Original location: {name} at ({x}, {y})"
    // 格式："Cloned location: {name} at ({x}, {y})"
}