面试题：Rust match表达式在复杂数据结构中的高效应用

Question

假设有一个自定义的Rust结构体，该结构体包含一个Vec<i32>类型的字段。编写一个函数，使用match表达式对这个结构体进行模式匹配，当Vec为空时，返回0；当Vec只有一个元素时，返回该元素；当Vec有多个元素时，返回它们的总和。同时，解释如何在match表达式中使用解构来访问结构体中的字段，以及如何处理匹配分支中的借用问题。

Answer 1

struct MyStruct {
    data: Vec<i32>,
}

fn process_struct(s: MyStruct) -> i32 {
    match s.data.len() {
        0 => 0,
        1 => *s.data.first().unwrap(),
        _ => s.data.iter().sum(),
    }
}

解构访问结构体字段

在match表达式中，通常可以这样解构结构体：

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn print_point(p: Point) {
    match p {
        Point { x, y } => println!("x: {}, y: {}", x, y),
    }
}

对于我们题目中的MyStruct，如果要在match表达式中直接解构访问data字段，可以这样写：

fn process_struct_alt(s: MyStruct) -> i32 {
    match s {
        MyStruct { data } => match data.len() {
            0 => 0,
            1 => *data.first().unwrap(),
            _ => data.iter().sum(),
        },
    }
}

处理借用问题

1. 值捕获：在上面的process_struct函数中，s是按值传递进来的，所以match表达式可以直接消耗MyStruct实例。在每个分支中，data也是按值获取，不存在借用问题。
2. 借用捕获：如果函数接收的是结构体的引用&MyStruct，例如：

fn process_struct_ref(s: &MyStruct) -> i32 {
    match s.data.len() {
        0 => 0,
        1 => *s.data.first().unwrap(),
        _ => s.data.iter().sum(),
    }
}

这里match表达式处理的是&MyStruct，在分支中data也是借用的。因为iter方法返回的迭代器也只是借用data中的元素，所以sum方法可以正确工作。在这种情况下，要注意生命周期问题，确保借用的生命周期符合Rust的规则。例如，不能在match分支中返回一个指向data内部元素的引用，因为该引用的生命周期会比&MyStruct的生命周期短，会导致悬空引用。