面试题：Rust移动语义中所有权转移的场景举例

Question

请举例说明在Rust中，哪些常见的代码场景会触发移动语义导致所有权的转移，并解释其原理。

Answer 1

1. 函数参数传递

• 代码示例：

fn take_ownership(s: String) {
    println!("I got ownership of: {}", s);
}

fn main() {
    let s = String::from("hello");
    take_ownership(s);
    // 这里如果再使用 s 会报错，因为所有权已转移给 take_ownership 函数
    // println!("{}", s); // 这行会导致编译错误
}

• 原理：当把一个具有所有权的值（如 String）作为参数传递给函数时，所有权会转移到函数中。这是因为 Rust 的所有权系统规定，同一时刻只能有一个所有者。在这个例子中，s 在 main 函数中创建，当传递给 take_ownership 函数时，take_ownership 函数成为 s 的新所有者。函数结束后，s 会在 take_ownership 函数的作用域结束时被释放。

2. 函数返回值

• 代码示例：

fn give_ownership() -> String {
    let s = String::from("world");
    s
}

fn main() {
    let new_s = give_ownership();
    println!("I got: {}", new_s);
}

• 原理：函数返回值时，返回值的所有权从函数转移到调用者。在 give_ownership 函数中，s 被创建，当函数返回 s 时，所有权转移给 main 函数中的 new_s。这样，s 在 give_ownership 函数结束后不会被释放，而是由 new_s 继续拥有并管理其生命周期。

3. 变量赋值

• 代码示例：

fn main() {
    let s1 = String::from("rust");
    let s2 = s1;
    // 这里如果再使用 s1 会报错，因为所有权已转移给 s2
    // println!("{}", s1); // 这行会导致编译错误
    println!("{}", s2);
}

• 原理：当一个具有所有权的变量赋值给另一个变量时，所有权会发生转移。在这个例子中，s1 创建后拥有字符串 rust 的所有权，当执行 let s2 = s1; 时，s1 的所有权转移给 s2，s1 不再拥有该字符串的所有权，此时 s1 进入无效状态，不能再被使用。这保证了内存不会被重复释放，因为只有最后拥有所有权的变量在其作用域结束时才会释放内存。