面试题：Rust中clone方法在不同数据类型上的表现

Question

在Rust中，有自定义结构体`struct Point { x: i32, y: i32 }`，为该结构体实现`Clone` trait，并说明调用`clone`方法时数据是如何复制的。同时，对比`Point`结构体和`Vec<i32>`在调用`clone`方法时数据复制机制的差异。

Answer 1

实现 Clone trait

struct Point {
    x: i32,
    y: i32
}

impl Clone for Point {
    fn clone(&self) -> Self {
        Point {
            x: self.x,
            y: self.y
        }
    }
}

Point 调用 clone 时数据复制方式

当调用 Point 结构体的 clone 方法时，由于 x 和 y 都是 i32 类型，它们是简单的标量类型，在栈上分配。clone 方法会逐字段地复制这些值，也就是将 self.x 复制到新的 Point 实例的 x 字段，将 self.y 复制到新的 Point 实例的 y 字段。这是一种浅复制，因为 i32 类型本身不包含任何指向堆内存的指针。

Point 与 Vec<i32> 在调用 clone 方法时数据复制机制差异

• Point：如上述所说，是逐字段的浅复制，所有数据都在栈上，复制的开销相对较小，因为只涉及栈上数据的复制。
• Vec<i32>：Vec<i32> 是一个动态数组，它在栈上存储一个指向堆内存的指针、长度和容量信息。当调用 Vec<i32> 的 clone 方法时，会在堆上分配一块新的内存，其大小与原 Vec 相同，然后将原 Vec 在堆上存储的所有 i32 值逐个复制到新分配的堆内存中。这不仅涉及栈上指针、长度和容量信息的复制（浅复制部分），还涉及堆上数据的深复制，所以开销比 Point 的 clone 要大。