面试题：Rust所有权机制在复杂数据结构中的应用

设计思路

理解所有权规则：Rust 的所有权规则确保在任何时候，一个值都有且只有一个所有者。当所有者离开作用域，值会被自动释放。
嵌套结构体处理：对于嵌套的自定义结构体，内部结构体的所有权由外部结构体持有。这样，当外部结构体被释放时，内部结构体也会被释放。
Vec 的使用：Vec 是 Rust 标准库中动态大小的数组，它拥有其包含元素的所有权。在嵌套结构中使用 Vec 时，Vec 会负责管理其元素的生命周期。
Box 的使用：Box 用于在堆上分配数据，它持有堆上数据的所有权。在需要动态大小类型或者希望控制数据在堆上分配时使用 Box。
高效访问和修改：为了保证高效的访问和修改操作，可以使用引用（&）。不可变引用（&T）用于只读访问，可变引用（&mut T）用于修改数据。同时要注意 Rust 的借用规则，同一时间只能有一个可变引用或者多个不可变引用。

核心代码示例

// 定义一个内部自定义结构体
struct InnerStruct {
    value: i32,
}

// 定义一个外部自定义结构体，包含 Vec 和 Box
struct OuterStruct {
    inner_vec: Vec<InnerStruct>,
    inner_box: Box<InnerStruct>,
}

fn main() {
    // 创建一个 InnerStruct 实例
    let inner1 = InnerStruct { value: 10 };
    // 创建另一个 InnerStruct 实例
    let inner2 = InnerStruct { value: 20 };

    // 创建一个包含 InnerStruct 实例的 Vec
    let mut inner_vec = Vec::new();
    inner_vec.push(inner1);
    inner_vec.push(inner2);

    // 创建一个包含 InnerStruct 实例的 Box
    let inner_box = Box::new(InnerStruct { value: 30 });

    // 创建 OuterStruct 实例，此时 InnerStruct 实例的所有权转移到 OuterStruct
    let mut outer = OuterStruct {
        inner_vec,
        inner_box,
    };

    // 通过不可变引用访问数据
    let len = outer.inner_vec.len();
    let box_value = outer.inner_box.value;
    println!("Vec length: {}, Box value: {}", len, box_value);

    // 通过可变引用修改数据
    outer.inner_box.value = 40;
    outer.inner_vec[0].value = 15;
}

所有权转移逻辑解释

创建 InnerStruct 实例：inner1 和 inner2 由它们的定义所在作用域拥有。
创建 Vec：inner_vec 拥有 inner1 和 inner2 的所有权，因为 push 操作将 inner1 和 inner2 的所有权转移到 inner_vec 中。
创建 Box：inner_box 拥有 InnerStruct 实例的所有权，该实例在堆上分配。
创建 OuterStruct：outer 拥有 inner_vec 和 inner_box 的所有权，此时 inner_vec 和 inner_box 的所有权从它们原来的所有者转移到 outer。
访问数据：使用不可变引用（如 outer.inner_vec.len() 和 outer.inner_box.value）来访问数据，不会转移所有权，只是借用数据。
修改数据：使用可变引用（如 outer.inner_box.value = 40; 和 outer.inner_vec[0].value = 15;）来修改数据，可变引用要求在同一时间没有其他引用，以保证数据一致性。当 outer 离开作用域时，它所拥有的 inner_vec 和 inner_box 也会被释放，同时释放其所包含的 InnerStruct 实例。

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