面试题：Rust数组内存管理与生命周期

Question

假设有一个函数，它接收一个Rust数组切片作为参数，并返回一个新的数组切片，新切片中的元素是原切片元素的平方。请编写这个函数，并详细说明在这个过程中涉及到的内存管理和生命周期问题。

Answer 1

fn square_slice(slice: &[i32]) -> Vec<i32> {
    slice.iter().map(|&num| num * num).collect()
}

内存管理

1. 输入切片：输入的&[i32]切片是借用的，不拥有其指向的内存。这意味着函数不会对输入切片的内存进行分配或释放操作。
2. 输出结果：函数返回一个Vec<i32>，Vec在堆上分配内存来存储元素。map方法遍历输入切片，对每个元素进行平方计算，collect方法将这些结果收集到一个新的Vec中。当Vec离开其作用域时，Rust的自动内存管理机制（Drop trait）会自动释放其在堆上分配的内存。

生命周期

1. 输入切片的生命周期：输入切片slice的生命周期由调用者决定。函数借用这个切片，只要在函数调用期间切片的生命周期有效即可。
2. 输出结果的生命周期：返回的Vec<i32>拥有其自身的内存，其生命周期从创建开始，直到离开作用域被销毁。由于Vec拥有自己的数据，它的生命周期不依赖于输入切片的生命周期。因此，这个函数在处理生命周期方面比较简单，不存在悬垂指针等问题。