面试题：Rust中生命周期与所有权在复杂数据结构中的协同应用

// 定义结构体Node
struct Node {
    value: i32,
    next: Option<Box<Node>>,
}

// 创建链表的函数
fn create_linked_list(values: Vec<i32>) -> Box<Node> {
    let mut head = None;
    for value in values.into_iter().rev() {
        let new_node = Box::new(Node {
            value,
            next: head.take(),
        });
        head = Some(new_node);
    }
    head.unwrap()
}

Rust生命周期和所有权机制分析

所有权机制：
- Vec<i32>作为参数传递给create_linked_list函数时，其所有权转移到函数内部。在函数内部，使用values.into_iter().rev()将Vec转化为迭代器，并通过迭代器逐个消费Vec中的元素。这里Vec的所有权被完全消耗，不会造成内存泄漏。
- Box<Node>类型用于在堆上分配内存来存储Node实例。每个Box<Node>拥有其内部Node实例的所有权。当创建新的Node实例时，使用Box::new分配内存并获取Node的所有权。例如let new_node = Box::new(Node {... });，此时new_node拥有新创建的Node的所有权。
- Option<Box<Node>>类型用于处理链表中可能存在的空节点。Option类型本身不拥有其内部值（如果有的话）的所有权，真正的所有权由Box持有。例如head = Some(new_node);，这里new_node的所有权转移到了Option内部。当head.take()调用时，Option内部的Box<Node>所有权被取出，使得Option变为None。
生命周期机制：
- 结构体Node中的next字段类型为Option<Box<Node>>，Box类型会自动管理其内部Node实例的生命周期。只要Box<Node>存在，其内部的Node实例就会一直存在，不会出现悬垂指针的情况。
- 在构建链表的过程中，通过head.take()和head = Some(new_node)操作，确保了每个Node实例的生命周期与链表的整体生命周期相匹配。当head为None时，说明链表为空；当head为Some(new_node)时，new_node的生命周期与head的生命周期相关联。只要head存在（即在链表存在期间），new_node（及其后续节点）也会存在。
- 当函数create_linked_list返回Box<Node>时，调用者获得了链表头节点的所有权，并且链表中所有节点的生命周期由调用者负责管理。当调用者释放头节点（Box<Node>）时，Rust的内存管理系统会自动释放链表中所有节点占用的内存，从而防止内存泄漏。

面试题：Rust中生命周期与所有权在复杂数据结构中的协同应用

知识考点

面试题答案

Rust生命周期和所有权机制分析