面试题：Rust引用在所有权系统中的角色

引用与所有权的配合：
- 不可变引用：
  - 在Rust中，所有权规则确保同一时刻只能有一个所有者。不可变引用允许我们在不获取所有权的情况下访问数据，并且可以有多个不可变引用同时存在。这有助于在需要读取数据时避免数据竞争。例如：

fn main() {
    let s = String::from("hello");
    let r1 = &s;
    let r2 = &s;
    println!("{} and {}", r1, r2);
}

 - 在这段代码中，`s`拥有字符串的所有权，`r1`和`r2`是对`s`的不可变引用。多个不可变引用可以同时存在，因为它们只读取数据，不会修改数据，所以不会产生数据竞争。

可变引用：
- 可变引用允许我们修改数据，但为了避免数据竞争，同一时刻只能有一个可变引用存在，并且在有可变引用时不能有不可变引用。例如：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    let r1 = &mut s;
    r1.push_str(", world");
    println!("{}", r1);
}

 - 这里`mut s`表明`s`是可变的，`r1`是对`s`的可变引用。通过`r1`可以修改`s`所指向的字符串。如果试图在有可变引用`r1`的同时创建不可变引用，会导致编译错误。

2. 违反引用规则的编译错误及修改：

错误示例1：同时存在可变和不可变引用：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    let r1 = &s;
    let r2 = &mut s;
    println!("{} and {}", r1, r2);
}

 - 编译时会报错，类似`error[E0502]: cannot borrow `s` as mutable because it is also borrowed as immutable`。原因是同时存在对`s`的不可变引用`r1`和可变引用`r2`，违反了Rust的引用规则。
 - **修改方法**：确保在创建可变引用之前，不可变引用不再使用。例如：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    let r1 = &s;
    println!("{}", r1);
    let r2 = &mut s;
    r2.push_str(", world");
    println!("{}", r2);
}

错误示例2：多个可变引用：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    let r1 = &mut s;
    let r2 = &mut s;
    r1.push_str(", world");
    r2.push_str("!");
}

 - 编译时会报错，类似`error[E0499]: cannot borrow `s` as mutable more than once at a time`。因为同一时刻有多个可变引用`r1`和`r2`指向`s`。
 - **修改方法**：确保同一时刻只有一个可变引用。例如：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    let r1 = &mut s;
    r1.push_str(", world");
    let r2 = &mut s;
    r2.push_str("!");
}

这样修改后，r1使用完后再创建r2，就不会违反引用规则。

面试题：Rust引用在所有权系统中的角色

知识考点

面试题答案