面试题：Rust中所有权转移的场景及代码示例

Question

请举例说明在Rust中，函数调用时所有权是如何转移的，并编写一段简单代码展示这一过程。同时解释为何这种所有权转移机制有助于内存管理。

Answer 1

1. 所有权转移示例及代码：
   • 在Rust中，当一个拥有所有权的值作为参数传递给函数时，所有权通常会转移给函数。例如：

fn main() {
    let s = String::from("hello");
    takes_ownership(s);
    // 这里不能再使用s，因为所有权已经转移给takes_ownership函数
    // println!("{}", s); // 这行代码会导致编译错误
}

fn takes_ownership(some_string: String) {
    println!("{}", some_string);
}

• 在上述代码中，main函数创建了一个String类型的变量s，然后将s传递给takes_ownership函数。此时，s的所有权转移给了takes_ownership函数。在takes_ownership函数结束时，some_string（即之前的s）会被销毁，释放其占用的内存。

2. 所有权转移机制有助于内存管理的原因：
   • 自动内存回收：Rust通过所有权转移机制，在变量离开其作用域时自动回收内存。例如在上述代码中，takes_ownership函数结束时，some_string离开作用域，其所占内存被自动释放，无需像C++那样手动调用delete等操作，减少了内存泄漏的风险。
   • 避免悬空指针：由于所有权转移后原变量不再有效，不会出现像C++中指针所指向的内存已被释放，而指针仍在使用（悬空指针）的情况。因为在Rust中，一旦所有权转移，原变量不能再被使用，从根本上杜绝了悬空指针问题。
   • 明确的内存责任：所有权机制明确了每个变量对内存的责任。每个值在任何时刻都有且只有一个所有者，使得内存管理的逻辑更加清晰，便于开发者理解和维护代码。