面试题：Rust中RefCell嵌套使用场景与借用规则

实际场景

考虑一个树形结构，树的每个节点可能需要修改其内部状态，同时树的结构本身也可能需要动态修改（如添加或删除子节点）。假设我们希望在不使用unsafe代码的情况下，能够在树的节点间灵活地传递可变引用。由于Rust的借用规则要求同一时间只能有一个可变引用，直接使用常规引用难以满足这种需求，此时可以使用RefCell来实现内部可变性。

例如，一个文件系统树，每个目录节点可能包含子目录和文件，我们可能需要在遍历目录时修改文件内容或者添加新的子目录。

借用规则在嵌套结构下的工作方式

RefCell通过在运行时检查借用规则来允许内部可变性。在嵌套RefCell的情况下，每次获取可变引用时，RefCell会检查当前是否存在其他不可变或可变引用。如果存在冲突，会在运行时 panic。因此，使用嵌套RefCell时需要小心处理借用关系，确保不会同时存在冲突的引用。

代码示例

use std::cell::RefCell;

// 定义树节点
struct TreeNode {
    value: i32,
    children: RefCell<Vec<RefCell<TreeNode>>>,
}

impl TreeNode {
    fn new(value: i32) -> Self {
        TreeNode {
            value,
            children: RefCell::new(vec![]),
        }
    }

    fn add_child(&self, child: TreeNode) {
        self.children.borrow_mut().push(RefCell::new(child));
    }

    fn modify_child_value(&self, index: usize, new_value: i32) {
        let mut children = self.children.borrow_mut();
        if let Some(child) = children.get_mut(index) {
            let mut child_ref = child.borrow_mut();
            child_ref.value = new_value;
        }
    }
}

fn main() {
    let root = RefCell::new(TreeNode::new(0));
    root.borrow().add_child(TreeNode::new(1));
    root.borrow().modify_child_value(0, 10);
}

在上述代码中：

TreeNode结构体包含一个value字段和一个children字段，children是RefCell<Vec<RefCell<TreeNode>>>类型，实现了嵌套的RefCell结构。
add_child方法通过borrow_mut获取children的可变引用，从而添加新的子节点。
modify_child_value方法首先获取children的可变引用，然后获取指定子节点的可变引用，以修改子节点的value。
在main函数中，创建一个根节点，添加一个子节点并修改子节点的值，展示了嵌套RefCell的正确使用方式。

星途面试题库

面试题：Rust中RefCell嵌套使用场景与借用规则

知识考点

面试题答案

实际场景

借用规则在嵌套结构下的工作方式

代码示例