面试题：Rust 集合所有权转移与生命周期及泛型的深度探讨

Question

编写一个泛型函数，该函数接收两个不同类型集合（假设为`Vec<T>`和`Vec<U>`），并且这两个集合中的元素类型`T`和`U`都实现了`Clone` trait。函数需要将两个集合的元素合并到一个新的`Vec`中，新`Vec`的元素类型是一个包含`T`和`U`的元组。在函数实现过程中，要考虑所有权的合理转移和生命周期问题，避免出现悬空引用或内存泄漏。请详细阐述你的设计思路，包括如何处理所有权、生命周期以及泛型约束，并给出完整的代码实现。

Answer 1

设计思路

1. 所有权处理：
   • 由于输入的Vec<T>和Vec<U>在合并后不需要保留原始集合，所以可以直接将它们的所有权转移到新的处理逻辑中。这样可以避免不必要的克隆操作，提高效率。
2. 生命周期处理：
   • 这里不需要显式处理生命周期，因为新生成的Vec<(T, U)>中的元素是新创建的元组，它们的生命周期从创建开始，到Vec被销毁结束，不存在悬空引用的问题。
3. 泛型约束：
   • 函数接收的两个集合元素类型T和U都需要实现Clone trait，这是因为在创建元组时需要克隆元素。如果不克隆，原始集合的所有权被转移后，新的元组会引用已释放的内存，导致悬空引用。

代码实现

fn merge_sets<T, U>(vec1: Vec<T>, vec2: Vec<U>) -> Vec<(T, U)>
where
    T: Clone,
    U: Clone,
{
    let mut result = Vec::new();
    let min_len = std::cmp::min(vec1.len(), vec2.len());
    for i in 0..min_len {
        result.push((vec1[i].clone(), vec2[i].clone()));
    }
    result
}

在上述代码中：

1. 定义了一个泛型函数merge_sets，接收两个不同类型的Vec，即vec1和vec2。
2. 通过where子句约束T和U都要实现Clone trait。
3. 计算两个集合长度的最小值，以避免越界访问。
4. 使用for循环遍历较短的集合长度，将vec1和vec2对应位置的元素克隆后组成元组，添加到结果Vec中。
5. 最后返回合并后的Vec<(T, U)>。