面试题：Rust move语义在函数参数传递中的影响

Question

在Rust函数中，当传递一个具有复杂数据结构（如自定义结构体包含多个成员，且部分成员是其他自定义类型）的变量作为参数时，move语义会带来什么影响？如何避免因move语义导致的不可用问题（假设函数内部不需要改变参数的值）？

Answer 1

move语义的影响

1. 所有权转移：当使用move语义传递具有复杂数据结构的变量时，变量的所有权会从调用者转移到被调用函数。这意味着在函数调用之后，调用者不再拥有该变量的所有权，不能再使用该变量。例如，如果自定义结构体 MyStruct 包含多个成员，部分成员是其他自定义类型：

struct InnerType {
    data: String
}
struct MyStruct {
    field1: i32,
    field2: InnerType
}

fn take_struct(s: MyStruct) {
    // s 在此处拥有 MyStruct 的所有权
}

fn main() {
    let my_struct = MyStruct {
        field1: 42,
        field2: InnerType { data: "hello".to_string() }
    };
    take_struct(my_struct);
    // 这里不能再使用 my_struct，因为所有权已转移到 take_struct 函数中
}

2. 资源管理：对于包含动态分配资源（如 String）的成员，move语义确保这些资源的正确管理。当所有权转移时，资源的控制权也随之转移，防止资源泄漏。

避免因move语义导致不可用问题的方法

1. 使用引用：如果函数内部不需要改变参数的值，可以传递引用。这样所有权不会发生转移，调用者在函数调用后仍可使用该变量。

struct InnerType {
    data: String
}
struct MyStruct {
    field1: i32,
    field2: InnerType
}

fn borrow_struct(s: &MyStruct) {
    // 可以读取 s 的成员，但不能修改
    println!("field1: {}", s.field1);
}

fn main() {
    let my_struct = MyStruct {
        field1: 42,
        field2: InnerType { data: "hello".to_string() }
    };
    borrow_struct(&my_struct);
    // 这里仍可使用 my_struct
}

2. 使用 Copy 语义：如果自定义结构体及其所有成员都实现了 Copy 特质，那么在传递变量时会进行复制，而不是转移所有权。但要注意，只有当结构体的所有成员都实现 Copy 时，结构体才能实现 Copy。例如：

#[derive(Copy, Clone)]
struct InnerType {
    data: i32
}
#[derive(Copy, Clone)]
struct MyStruct {
    field1: i32,
    field2: InnerType
}

fn copy_struct(s: MyStruct) {
    // s 拥有一份 MyStruct 的副本
}

fn main() {
    let my_struct = MyStruct {
        field1: 42,
        field2: InnerType { data: 10 }
    };
    copy_struct(my_struct);
    // 这里仍可使用 my_struct，因为传递时进行了复制
}