面试题：Rust 常函数与不可变引用的使用场景

Question

请阐述在 Rust 中常函数（即函数参数为不可变引用）的常见使用场景，并举例说明如何在一个简单的结构体上定义和调用常函数，以保证数据的不可变性。

Answer 1

常函数常见使用场景

1. 数据读取：当函数只需要读取数据，而不需要修改数据时，使用常函数可以保证数据的完整性和不可变性。例如，在实现一个计算某个数据集合统计信息（如平均值、总和等）的函数时，只需要读取集合中的数据，不需要修改它们。
2. 借用数据：在 Rust 中，为了避免数据所有权转移带来的复杂性，常函数允许在函数中借用数据，使得函数可以使用数据而不获取所有权，函数调用结束后，数据的所有权仍归调用者。这在多个函数需要使用相同数据时非常有用。

示例代码

// 定义一个结构体
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

// 在结构体上定义常函数
impl Point {
    fn distance(&self) -> f64 {
        (self.x * self.x + self.y * self.y) as f64).sqrt()
    }
}

fn main() {
    let p = Point { x: 3, y: 4 };
    // 调用常函数
    let dist = p.distance();
    println!("The distance from the origin is: {}", dist);
}

在上述代码中：

1. 定义了一个 Point 结构体，包含两个 i32 类型的字段 x 和 y。
2. 在 Point 结构体的 impl 块中定义了一个常函数 distance，它接受 &self 作为参数，表示对 Point 实例的不可变引用。函数内部计算并返回该点到原点的距离，在这个过程中不会修改 Point 实例的数据。
3. 在 main 函数中创建了一个 Point 实例 p，然后调用 p.distance() 计算距离，并打印结果。这个过程保证了 p 的数据不可变性。