面试题：Rust迭代器自定义类型的复杂转换与性能优化

Question

定义一个自定义结构体`Student`，包含`name: String`、`grades: Vec<i32>`字段。有一个`Vec<Student>`集合，使用迭代器计算每个学生的平均成绩，并将成绩大于等于60分的学生的姓名及其平均成绩收集到一个`HashMap<String, f64>`中。在实现过程中，请优化性能，避免不必要的内存分配和数据拷贝，并详细说明你采取的优化措施以及这样做的原因。

Answer 1

use std::collections::HashMap;

#[derive(Debug)]
struct Student {
    name: String,
    grades: Vec<i32>,
}

fn main() {
    let students: Vec<Student> = vec![
        Student {
            name: "Alice".to_string(),
            grades: vec![85, 90, 78],
        },
        Student {
            name: "Bob".to_string(),
            grades: vec![55, 48, 60],
        },
        Student {
            name: "Charlie".to_string(),
            grades: vec![70, 65, 72],
        },
    ];

    let result: HashMap<String, f64> = students
      .into_iter()
      .filter_map(|student| {
            let total: i32 = student.grades.iter().sum();
            let average = total as f64 / student.grades.len() as f64;
            if average >= 60.0 {
                Some((student.name, average))
            } else {
                None
            }
        })
      .collect();

    println!("{:?}", result);
}

优化措施及原因：

1. 使用into_iter：into_iter会消耗集合，避免了数据的拷贝，直接将所有权转移到迭代器中，从而提升性能。
2. 在filter_map中直接处理数据：避免了中间变量的创建和额外的内存分配。在filter_map闭包中，计算平均成绩并判断是否大于等于60分，直接生成Some或None，减少了不必要的内存操作。
3. 使用sum方法：sum方法可以高效地对Vec<i32>中的所有元素求和，避免了手动遍历和累加，提高了代码的简洁性和性能。