面试题：Rust中栈内存和堆内存的基本性能差异

栈内存
- 分配：栈内存分配非常高效，当一个函数调用时，其局部变量会在栈上一次性分配空间。例如定义一个简单的整数变量let num = 5;，num会直接在栈上分配空间，因为整数类型i32在Rust中是固定大小的，编译器在编译时就知道需要分配多少栈空间。
- 释放：当函数执行结束，栈帧（包含该函数所有局部变量的栈空间）会被整体弹出，栈上的变量内存会自动释放。这是由Rust的所有权和生命周期系统自动管理的，不需要手动干预。
堆内存
- 分配：堆内存分配相对复杂。当使用Box、Vec、String等类型时，会在堆上分配内存。例如let s = String::from("hello");，String类型的数据存储在堆上，栈上只保存一个指向堆数据的指针以及长度和容量信息。分配堆内存涉及系统调用，需要在堆内存空间中寻找合适的空闲块来存放数据，因此比栈内存分配慢。
- 释放：堆内存的释放也由Rust的所有权和生命周期系统管理。当一个指向堆内存的变量离开其作用域，Rust的Drop trait会被调用，从而释放堆上的内存。例如当String类型的变量s离开其作用域时，堆上存储"hello"的内存会被释放。

栈内存
- 性能优势：由于栈内存分配和释放速度快，对于频繁创建和销毁小且固定大小的数据结构场景，栈内存分配性能更优。因为栈内存操作主要是简单的指针移动（入栈和出栈），没有复杂的内存查找和碎片化管理问题。
堆内存
- 性能劣势：堆内存分配和释放相对较慢，每次分配需要在堆内存空间中查找合适的空闲块，释放后可能产生内存碎片，影响后续的分配效率。但对于大的数据结构或大小在编译时不确定的数据，堆内存是必要的，尽管性能相对较低。

小且固定大小的数据结构频繁创建和销毁
- 例如在一个函数中需要频繁创建临时的小型结构体，如表示二维坐标的结构体Point：
```
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}
fn calculate_distance() {
    for _ in 0..1000 {
        let p = Point { x: 1, y: 2 };
        // 对p进行一些计算
    }
}
```
这里Point结构体在栈上分配，由于其大小固定且每次循环结束后栈上空间立即释放，栈内存分配性能优于堆内存。

数据大小在编译时不确定
- 比如从文件中读取数据到一个字符串，由于文件大小不确定，使用String类型（在堆上分配内存）更合适：
```
use std::fs::read_to_string;
fn read_file() -> Result<String, std::io::Error> {
    read_to_string("example.txt")
}
```
这里String可以根据文件内容动态调整大小，而栈内存无法满足这种动态大小的需求。
大的数据结构
- 当需要存储大量数据，如一个包含数千个元素的向量Vec：
```
let large_vec: Vec<i32> = (0..10000).collect();
```
由于栈空间有限，使用堆内存分配Vec更合适，尽管分配和释放相对较慢，但能满足存储需求。

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