面试题：Rust向量安全访问的边界情况处理

Question

假设你有一个Rust向量`vec: Vec<i32>`，编写一段代码来安全地访问向量中倒数第二个元素，如果向量长度小于2则返回`None`。要求使用`try_into`或`checked_sub`等安全的方式来处理索引计算，阐述为何这样能保障安全。

Answer 1

fn get_second_last(vec: &Vec<i32>) -> Option<&i32> {
    let len = vec.len();
    if len < 2 {
        return None;
    }
    let index = (len.checked_sub(1)?).checked_sub(1)?;
    vec.get(index)
}

安全性阐述

1. checked_sub：在计算倒数第二个元素的索引时，len.checked_sub(1) 首先计算倒数第一个元素的索引。如果 len 为 0，checked_sub 会返回 None，这意味着索引计算失败，从而函数直接返回 None，避免了越界访问。同样，(len.checked_sub(1)?).checked_sub(1) 确保在获取倒数第二个元素的索引时，如果 len 小于 2，也会返回 None，进而函数返回 None，保障了安全性。
2. get：vec.get(index) 使用 get 方法来获取元素，get 方法会在索引越界时返回 None，而不是像 vec[index] 那样导致程序 panic，这进一步确保了代码在处理可能越界的索引时的安全性。

如果使用 try_into，可以这样实现：

fn get_second_last(vec: &Vec<i32>) -> Option<&i32> {
    let len = vec.len();
    if len < 2 {
        return None;
    }
    let index: usize = (len - 2).try_into().ok()?;
    vec.get(index)
}

安全性阐述

1. try_into：(len - 2).try_into() 将 len - 2 的结果尝试转换为 usize 类型。如果 len - 2 是负数（即 len 小于 2），try_into 会返回 Err，ok() 将其转换为 None，函数返回 None，避免了越界风险。同样，后续的 vec.get(index) 进一步保障了安全性。