面试题：Rust借用机制中所有权转移与借用的区别

Question

请详细阐述在Rust中，所有权转移和借用的概念及它们之间的区别，并通过具体代码示例说明在哪些场景下会发生所有权转移，哪些场景下会使用借用。

Answer 1

所有权转移

• 概念：在Rust中，每个值都有一个变量作为其所有者。当一个变量超出其作用域时，Rust会自动调用drop函数来释放该变量所占用的资源。所有权转移指的是一个变量将其对值的所有权转移给另一个变量。当所有权转移后，原来的变量不再拥有对该值的所有权，不能再使用该值。
• 示例：

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let s2 = s1; // s1的所有权转移给s2
    // println!("{}", s1); // 这一行会报错，因为s1不再拥有所有权
    println!("{}", s2);
}

在上述代码中，s1将其对String类型值的所有权转移给了s2，之后再使用s1就会报错。

借用

• 概念：借用允许我们在不转移所有权的情况下使用值。借用分为不可变借用和可变借用。不可变借用允许多个变量同时读取值，但不允许修改值；可变借用只允许一个变量对值进行修改，并且在可变借用期间，不能有其他借用。
• 不可变借用示例：

fn main() {
    let s = String::from("hello");
    let len = calculate_length(&s);
    println!("The length of '{}' is {}", s, len);
}

fn calculate_length(s: &String) -> usize {
    s.len()
}

在这个例子中，calculate_length函数接受一个对String的不可变借用。函数可以读取s的值，但不能修改它。主函数在借用结束后仍然可以使用s。

• 可变借用示例：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    change(&mut s);
    println!("{}", s);
}

fn change(s: &mut String) {
    s.push_str(", world");
}

这里，change函数接受一个对String的可变借用。函数可以修改s的值。注意，s必须是mut可变的，并且在可变借用期间，不能有其他对s的借用。

区别

• 所有权转移：所有权从一个变量转移到另一个变量，原变量失去对值的所有权，不能再使用该值。
• 借用：借用不转移所有权，只是在借用期间临时使用值。不可变借用允许多个同时读取，可变借用只允许一个修改，并且有借用规则来避免数据竞争。借用结束后，原变量仍然拥有所有权，可以继续使用值。