面试题：Rust字符串大小写转换的性能优化

Question

假设有一个非常大的Rust字符串（可能包含数万个字符），你需要将其内容全部转换为大写形式。常规的转换方法可能在性能上存在问题，请分析可能影响性能的因素，并给出一个优化后的实现方案，说明你的优化思路和原理。

Answer 1

可能影响性能的因素

1. 内存分配：常规方法可能会多次分配内存，例如每次处理一个字符就分配新内存存储转换后的字符，大量的小内存分配会带来额外开销。
2. 遍历次数：如果采用逐字符处理并拼接的方式，需要多次遍历字符串，增加了处理时间。

优化后的实现方案

fn convert_to_uppercase_better(s: &str) -> String {
    let mut result = String::with_capacity(s.len());
    for c in s.chars() {
        result.push(c.to_uppercase().next().unwrap());
    }
    result
}

优化思路和原理

1. 预先分配内存：使用 String::with_capacity(s.len()) 预先分配足够的内存空间，避免在后续添加字符时频繁的内存重新分配，提升性能。
2. 单次遍历：通过 for c in s.chars() 遍历字符串中的每个字符，在一次遍历中完成字符转换并添加到结果字符串，减少了不必要的遍历次数，从而提高效率。