clone とコピー ― 本当に複製したいとき

導入

「いや、s1 も s2 も両方使いたいんだ」という場面もあります。そのときは、ヒープのデータごとまるごと複製すればよいのです。それが clone() です。ムーブとの違いをはっきりさせましょう。

説明

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let s2 = s1.clone();      // ヒープのデータごと複製する（ディープコピー）

    println!("s1 = {s1}");    // OK！ s1 も生きている
    println!("s2 = {s2}");    // OK！ s2 も別のヒープを持つ
}

s1.clone() は、ヒープ上の "hello" を新しく確保して丸ごとコピーします。結果、s1 と s2 はそれぞれ独立したヒープデータを所有します。だから両方使えますし、二重解放も起きません（別々のヒープなので、それぞれが自分の分を解放する）。

graph LR
    subgraph stack["スタック"]
        s1["s1: ptr ●"]
        s2["s2: ptr ●"]
    end
    subgraph heap["ヒープ"]
        d1["h | e | l | l | o"]
        d2["h | e | l | l | o（別の複製）"]
    end
    s1 --> d1
    s2 --> d2

• ムーブ（let s2 = s1;）：安い（ポインタ等だけコピー）。でも s1 は無効化。
• クローン（let s2 = s1.clone();）：高い（ヒープごと複製）。でも s1 も s2 も使える。

clone() は明示的に書く必要があります。「ここでコストのかかる複製が起きているぞ」がコード上ひと目で分かるようにするためです。何気ない代入が裏で重いコピーをする、という隠れたコストがありません。

一方、第3章で触れた Copy 型（i32 などスタック完結型）は、そもそもヒープを持たないので clone() を書かなくても代入でまるごと複製され、元も使えます。

fn main() {
    let a = 5;
    let b = a;            // Copy 型なので自動で複製。ムーブではない
    println!("{a} {b}");  // 両方使える → 5 5
}

まとめ：ヒープを持つ型は既定でムーブ（元は無効）、複製したいなら明示的に clone()。スタック完結の Copy 型は代入で自動コピー（元も有効）。この線引きが分かれば、所有権の半分は理解できたようなものです。

試すには

ムーブでエラーになったコードに .clone() を足すと解決します。ただし clone() はヒープを複製するコストがあるので、「本当に2つ必要か？」を考える習慣を。多くの場合、次章の借用を使えば clone() せずに済みます。