面试题：Rust函数指针在复杂事件驱动系统中的优化

使用Rust函数指针实现复杂事件驱动系统

定义事件源和事件处理函数类型

// 定义事件源的标识
type EventSourceId = u32;
// 定义事件处理函数类型
type EventHandler = fn();

// 事件驱动系统结构体
struct EventDrivenSystem {
    event_handlers: std::collections::HashMap<EventSourceId, Vec<EventHandler>>,
}

实现注册和注销事件处理函数的方法

impl EventDrivenSystem {
    fn new() -> Self {
        EventDrivenSystem {
            event_handlers: std::collections::HashMap::new(),
        }
    }

    fn register_handler(&mut self, source_id: EventSourceId, handler: EventHandler) {
        self.event_handlers.entry(source_id).or_insert_with(Vec::new).push(handler);
    }

    fn unregister_handler(&mut self, source_id: EventSourceId, handler: EventHandler) {
        if let Some(handlers) = self.event_handlers.get_mut(&source_id) {
            handlers.retain(|h| h != &&handler);
        }
    }

    fn trigger_event(&self, source_id: EventSourceId) {
        if let Some(handlers) = self.event_handlers.get(&source_id) {
            for handler in handlers {
                handler();
            }
        }
    }
}

示例使用

fn main() {
    let mut system = EventDrivenSystem::new();

    // 定义事件处理函数
    fn handler1() {
        println!("Handler 1 triggered");
    }

    fn handler2() {
        println!("Handler 2 triggered");
    }

    // 注册事件处理函数
    system.register_handler(1, handler1);
    system.register_handler(1, handler2);

    // 触发事件
    system.trigger_event(1);

    // 注销事件处理函数
    system.unregister_handler(1, handler1);
    system.trigger_event(1);
}

性能优化

减少内存分配
- 使用固定大小的数组：如果已知事件源数量或事件处理函数数量的上限，可以使用固定大小的数组来代替HashMap和Vec。例如，如果最多有100个事件源，并且每个事件源最多有10个处理函数，可以这样定义：

const MAX_EVENT_SOURCES: usize = 100;
const MAX_HANDLERS_PER_SOURCE: usize = 10;
struct EventDrivenSystem {
    event_handlers: [[Option<EventHandler>; MAX_HANDLERS_PER_SOURCE]; MAX_EVENT_SOURCES],
}

预先分配内存：在HashMap和Vec使用之前，预先分配足够的内存。例如，在EventDrivenSystem的new方法中，如果预计会有大量事件源和处理函数，可以这样预先分配：

impl EventDrivenSystem {
    fn new() -> Self {
        let mut event_handlers = std::collections::HashMap::with_capacity(1000);
        for _ in 0..1000 {
            event_handlers.insert(0, Vec::with_capacity(10));
        }
        EventDrivenSystem {
            event_handlers,
        }
    }
}

避免不必要的动态分发
- 使用静态分发：在Rust中，fn类型的函数指针是静态分发的，不需要像Box<dyn Fn()>那样进行动态分发。这意味着在编译时就确定了调用哪个函数，而不是在运行时。因此，通过使用fn类型（函数指针）而不是trait对象（如Box<dyn Fn()>），已经在一定程度上避免了不必要的动态分发。

通过上述方法，可以在一定程度上优化复杂事件驱动系统中函数指针的使用，提高性能。

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面试题：Rust函数指针在复杂事件驱动系统中的优化

知识考点

面试题答案

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