面试题：Rust中栈和堆在变量存储上的区别

特点：
- 速度快：栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则，入栈和出栈操作非常高效，因为它们只涉及栈指针的移动。
- 大小固定：栈的大小在程序运行前通常是固定的，这取决于操作系统和硬件的设置。
- 自动管理：变量在栈上的生命周期由其作用域决定，当变量离开作用域时，会自动从栈中移除，无需手动管理内存。
适用场景：
- 基本数据类型：像 i32、f64、bool 等简单的数据类型，它们的大小在编译时是已知的，并且通常较小，适合存储在栈上。
- 函数调用：函数的参数和局部变量通常存储在栈上，这样函数结束时，这些变量能自动清理，无需额外的内存管理操作。
数据存储方式：
- 对于基本数据类型，如 let num: i32 = 42;，num 这个变量的值直接存储在栈上。栈按照顺序依次存储变量，每个变量占用固定大小的空间。例如，i32 类型占用4个字节，在栈上分配4个字节的空间来存储 42 这个值。

特点：
- 动态分配：堆上的内存分配是动态的，可以在程序运行时根据需要分配和释放内存。这使得堆能够存储大小在编译时未知的数据。
- 大小灵活：堆的大小可以根据程序的需求增长和收缩，不受固定大小的限制。
- 手动管理（部分）：在Rust中，虽然有所有权系统自动管理堆内存的释放，但内存的分配仍然是显式的（通过 Box、Vec 等类型）。
适用场景：
- 复杂数据结构：像 String、Vec、自定义的结构体如果包含动态大小的成员（如 String 类型的字段），这些数据结构通常存储在堆上。因为它们的大小在编译时不确定，需要在运行时动态分配内存。
- 共享数据：当需要在多个地方共享数据时，堆内存可以通过引用计数（如 Rc）等机制来实现共享，栈上的数据由于其生命周期与作用域紧密相关，不便于共享。
数据存储方式：
- 以结构体为例，假设定义如下结构体：
```
struct Person {
    name: String,
    age: i32,
}
```
当创建 Person 实例时，如 let person = Person { name: "Alice".to_string(), age: 30 };，person 这个变量本身存储在栈上，但是 person.name 所指向的字符串数据存储在堆上。栈上的 person 变量包含指向堆上字符串数据的指针以及其他必要的元数据（如字符串的长度等）。

基本数据类型示例：
```
let num: i32 = 10;
```
这里 num 是基本数据类型 i32，其值 10 直接存储在栈上，占用4个字节（假设在32位系统下）。
结构体示例：
```
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}
let point = Point { x: 5, y: 10 };
```
对于 Point 结构体，point 变量存储在栈上，结构体的两个字段 x 和 y 都是 i32 类型，它们的值也直接存储在栈上，总共占用8个字节（假设在32位系统下，每个 i32 占用4个字节）。

如果结构体包含动态大小的类型，如：
```
struct Book {
    title: String,
    pages: i32,
}
let book = Book { title: "Rust Programming".to_string(), pages: 300 };
```
book 变量存储在栈上，book.pages 字段（i32 类型）的值直接存储在栈上，但 book.title 所指向的字符串数据存储在堆上，栈上的 book.title 是一个指向堆上字符串数据的指针以及相关元数据（如字符串长度等）。

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