面试题：Rust中不可变借用的基本使用场景

Question

请描述在Rust中不可变借用的常见使用场景，并给出一个简单的代码示例来说明如何在函数参数传递中正确使用不可变借用，同时解释为什么这种使用方式有助于内存安全和避免数据竞争。

Answer 1

不可变借用的常见使用场景

1. 函数参数传递：当函数只需要读取数据而不修改数据时，使用不可变借用作为参数。这样可以避免不必要的数据复制，提高性能，同时保证数据的安全性。
2. 遍历集合：在遍历集合（如 Vec、HashMap 等）时，通常使用不可变借用，因为遍历操作通常只是读取集合中的元素，而不修改集合本身。
3. 共享数据：当多个部分的代码需要访问相同的数据，并且不需要修改这些数据时，可以使用不可变借用，以实现数据的共享。

代码示例

fn print_length(s: &str) {
    println!("The length of the string is: {}", s.len());
}

fn main() {
    let my_string = String::from("Hello, Rust!");
    print_length(&my_string);
}

解释使用不可变借用有助于内存安全和避免数据竞争的原因

1. 内存安全：Rust 的借用规则确保在任何时刻，对于一块特定的内存，要么有多个不可变借用（共享读取），要么只有一个可变借用（独占写入），但不能同时存在。在上述代码中，print_length 函数使用不可变借用 &str 来读取字符串数据，这样就不会发生悬空指针或非法内存访问的问题。因为 Rust 编译器会在编译时检查借用的有效性，确保借用的生命周期不会超过所借用数据的生命周期。
2. 避免数据竞争：数据竞争发生在多个线程同时访问和修改同一内存位置，并且至少有一个访问是写入操作时。不可变借用只允许读取数据，所以不会出现数据竞争的情况。当多个线程同时对数据进行不可变借用时，它们只是读取数据，而不会修改数据，从而避免了数据竞争问题。