面试题：Rust结构体移动语义在复杂场景下的优化

Question

考虑一个复杂的场景，有一个结构体`Graph`，它包含多个嵌套的结构体，这些结构体又包含各种类型的数据，如`HashMap`、`Vec`等。现在需要在不同的函数之间传递`Graph`实例，并且要尽可能减少不必要的内存分配和复制。请阐述你将如何利用Rust的移动语义进行优化，并给出一个大致的实现框架（无需完整代码，但要包含关键步骤和函数签名）。

Answer 1

1. 利用移动语义优化思路：
   • 在Rust中，当一个变量被移动时，所有权发生转移，而不是进行复制。对于Graph结构体，由于它包含HashMap、Vec等数据结构，这些数据结构内部有堆上分配的内存。通过移动语义，我们可以直接将这些堆内存的所有权转移给新的变量，而不是复制堆内存，从而减少不必要的内存分配和复制。
2. 大致实现框架：
   • 定义Graph结构体：

use std::collections::HashMap;

struct InnerStruct {
    data: Vec<i32>,
}

struct Graph {
    inner: InnerStruct,
    map: HashMap<String, i32>,
}

• 函数接收Graph实例并处理：

fn process_graph(graph: Graph) {
    // 这里可以对graph进行各种处理，graph的所有权现在在这个函数内
    let data = graph.inner.data;
    let map = graph.map;
    // 处理data和map...
}

• 主函数中创建并传递Graph实例：

fn main() {
    let mut graph = Graph {
        inner: InnerStruct { data: vec![1, 2, 3] },
        map: HashMap::from([("key".to_string(), 42)]),
    };
    process_graph(graph);
    // 这里graph已经被移动，不能再使用graph，因为所有权已转移到process_graph函数内
}