面试题：Rust字符串内存管理优化之基础操作

Question

在Rust中，有`String`和`&str`两种字符串类型。请阐述它们在内存管理上的主要区别，并举例说明如何在这两种类型之间进行转换，且说明转换过程中的内存变化情况。

Answer 1

内存管理区别

1. String：
   • 可变性：String是可变的，它拥有数据的所有权。这意味着它在堆上分配内存，并且其大小在运行时可以改变。
   • 内存管理：当String离开作用域时，Rust的所有权系统会自动释放其占用的堆内存。例如：

{
    let s = String::from("hello");
    // s 在此处拥有堆上"hello"字符串的所有权
}
// s 离开作用域，其占用的堆内存被释放

2. &str：
   • 不可变性：&str是字符串切片，是不可变的引用类型。它通常指向String或字符串字面量的一部分。
   • 内存管理：它本身不拥有数据的所有权，只是借用数据。它的大小在编译时就已知，因为它只是一个指向数据的指针和长度。例如：

let s = String::from("hello");
let slice: &str = &s[0..2];
// slice 借用了 s 的一部分，不拥有数据所有权

类型转换及内存变化

1. &str 转 String：
   • 可以使用String::from或to_string方法。例如：

let s1: &str = "world";
let s2 = String::from(s1);
// 或者 let s2 = s1.to_string();

• 内存变化：&str本身不拥有数据所有权，当转换为String时，会在堆上分配新的内存来存储字符串数据，新的String对象拥有这些数据的所有权。

2. String 转 &str：
   • 可以使用&操作符获取String的切片。例如：

let s = String::from("rust");
let slice: &str = &s;

• 内存变化：没有新的内存分配，&str切片只是借用了String已有的数据，指向String在堆上存储的数据。如果要获取String部分内容的切片，例如let slice: &str = &s[1..3];，同样没有新内存分配，只是切片指向String堆内存中的部分数据。