面试题：Rust模块访问控制中的隐私边界与可见性传播

Question

在Rust模块系统里，隐私边界如何确定？当一个模块导入另一个模块时，可见性是如何传播的？假设存在多层嵌套模块结构，深入分析修改某个内层模块中的`pub`属性，对整个模块层次结构中其他部分访问权限的影响，并通过代码示例进行解释。

Answer 1

1. Rust模块系统中隐私边界的确定

在Rust中，隐私边界由模块来确定。默认情况下，模块中的所有项（函数、结构体、枚举等）都是私有的，只能在定义它们的模块内部访问。要使项在模块外部可见，需要使用pub关键字进行标记。例如：

mod outer {
    // 私有函数
    fn private_function() {
        println!("This is a private function");
    }

    // 公有函数
    pub fn public_function() {
        println!("This is a public function");
        private_function();
    }
}

在上述代码中，private_function只能在outer模块内部调用，而public_function可以在outer模块外部调用。

2. 模块导入时可见性的传播

当一个模块导入另一个模块时，只有被标记为pub的项才会被导入到新的作用域中。例如：

mod utils {
    pub fn helper_function() {
        println!("This is a helper function");
    }
}

mod main_module {
    use crate::utils::helper_function;

    pub fn main_function() {
        helper_function();
    }
}

在main_module中，通过use crate::utils::helper_function导入了utils模块中的helper_function，因为helper_function被标记为pub，所以可以在main_module中使用。

3. 多层嵌套模块结构中修改pub属性的影响

假设存在多层嵌套模块结构，修改内层模块中pub属性会对整个模块层次结构中其他部分的访问权限产生如下影响：

mod outer {
    mod middle {
        pub mod inner {
            pub fn inner_function() {
                println!("This is an inner function");
            }
        }
    }

    pub fn outer_function() {
        middle::inner::inner_function();
    }
}

fn main() {
    outer::outer_function();
    // 以下代码如果取消注释会报错，因为默认情况下不能直接访问内层模块
    // outer::middle::inner::inner_function(); 
}

在上述代码中，inner_function是inner模块中的公有函数，outer_function可以通过正确的路径调用inner_function。

如果将inner模块的pub去掉：

mod outer {
    mod middle {
        mod inner {
            pub fn inner_function() {
                println!("This is an inner function");
            }
        }
    }

    pub fn outer_function() {
        // 这里会报错，因为middle::inner不再是公有模块
        // middle::inner::inner_function(); 
    }
}

此时，outer_function无法访问inner_function，因为middle::inner模块不再是公有的，即使inner_function是公有的也无法从outer模块外部访问。同样，在main函数中更无法直接访问inner_function。

总结来说，内层模块的pub属性决定了其内部公有项能否被外层模块访问，修改pub属性会直接影响模块层次结构中其他部分对该内层模块及其内部公有项的访问权限。