Вопросы по основам Rust на собеседовании

Базовые вопросы тут не формальность: почти каждый проверяет, не притащил ли кандидат привычки из другого языка. Строка не индексируется по символам, целое переполнение ведёт себя по-разному в debug и release, а let можно объявить дважды — и это не ошибка, а затенение.

Что спрашивают

• +Типы и переменные: вывод типа, mut против повторного let, константы и static, приведения as и их потери
• +Числа: переполнение в debug и release, checked, saturating и wrapping — какой вариант когда честнее
• +Строки: String и &str, почему нет индексации по байтам, chars против bytes, работа с UTF-8
• +Коллекции: Vec, HashMap, ленивые итераторы, collect и turbofish, чем итератор дешевле цикла с индексом
• +match и Option: исчерпывающность, if let и let else, unwrap_or против unwrap_or_else, отсутствие null
• +Модули: дерево mod, pub и pub(crate), пути use и структура крейта из нескольких файлов

Из чего состоит тема

Так тема разложена в тренажёре: движок ведёт прогресс по каждой подтеме отдельно и возвращает те, где вы ошибаетесь.

• Коллекции и итераторы13
• Типы, let и mut13
• match и Option12
• Модули и видимость11
• Строки: String и &str11

Разборы подтем

Конспект по каждой: что это, как отвечать вслух, на чём валятся, плюс вопросы для самопроверки.

• Типы, let и mut в Rust13 вопросов
• match и Option в Rust12 вопросов
• Модули и видимость в Rust11 вопросов

Примеры вопросов с разбором

1. #rs_collections1 / 9
   Vec создан через with_capacity(2), в него положили два элемента и добавляют третий. Что произойдёт?

   A)Выделится новый буфер большего размера, данные переедут в него

   B)Третий элемент запишется за границей буфера — это UB

   C)push вернёт ошибку: ёмкость исчерпана

   D)Vec допишет элемент в тот же буфер: ёмкость лишь подсказка аллокатору

   показать ответ и разбор

   +A)Выделится новый буфер большего размера, данные переедут в него

   // разбор: При нехватке места Vec выделяет новый буфер (обычно вдвое больше), перемещает туда элементы и освобождает старый — амортизированно push остаётся O(1). Из этого следуют два практических вывода: указатели и ссылки на элементы после роста невалидны (borrow checker это и запрещает), а with_capacity экономит перевыделения, когда размер известен заранее.

2. #rs_match_option2 / 9
   Почему компилятор требует покрыть все варианты в match?

   A)Чтобы оптимизатор построил таблицу переходов вместо цепочки if

   B)Чтобы непокрытый случай нельзя было забыть: это ошибка компиляции

   C)Это требование только для enum из стандартной библиотеки

   D)Чтобы ветки match сходились к одному типу значения

   показать ответ и разбор

   +B)Чтобы непокрытый случай нельзя было забыть: это ошибка компиляции

   // разбор: Исчерпывающий разбор — способ поймать забытый случай на этапе компиляции: добавили вариант в enum, и все match без ветки для него перестают собираться. Отсюда практика избегать ветку _ в разборе своих enum — она глушит именно ту диагностику, ради которой всё и делается.

3. #rs_modules3 / 9
   Какая видимость у элементов модуля по умолчанию?

   A)Приватная: видно только внутри модуля и его потомков

   B)Публичная: pub нужен лишь для экспорта из библиотеки

   C)Публичная внутри крейта, приватная снаружи

   D)Зависит от места объявления: в lib.rs — публичная, в остальных — приватная

   показать ответ и разбор

   +A)Приватная: видно только внутри модуля и его потомков

   // разбор: Всё приватно, пока не написан pub. Дочерний модуль видит элементы родителя, обратное не работает: родителю нужен pub у потомка. Это и делает модуль настоящей границей инкапсуляции — внутренности не утекают, пока автор явно не решит их показать.

4. #rs_strings4 / 9
   В чём разница между String и &str?

   A)String владеет буфером в куче и растёт, &str — заимствованный срез UTF-8

   B)String — тип стандартной библиотеки, &str — устаревший тип из ранних версий

   C)String хранит UTF-8, &str — ASCII-строку фиксированной длины

   D)String лежит в куче, &str — только на литерал в бинарнике

   показать ответ и разбор

   +A)String владеет буфером в куче и растёт, &str — заимствованный срез UTF-8

   // разбор: String — владеющий, изменяемый буфер в куче (указатель, длина, ёмкость). &str — невладеющий вид на кусок UTF-8: указатель и длина, без ёмкости. Отсюда правило API: аргументы принимают &str (подойдёт и литерал, и срез String), а возвращают String, когда нужно отдать владение.

5. #rs_types_vars5 / 9
   Чем shadowing (let x = ...; let x = ...) отличается от объявления let mut x?

   A)Shadowing заводит новую переменную, mut меняет ту же ячейку

   B)Это синонимы: компилятор разворачивает shadowing в mut

   C)Shadowing работает только внутри циклов, mut — везде

   D)Shadowing меняет значение, но запрещает менять тип переменной

   показать ответ и разбор

   +A)Shadowing заводит новую переменную, mut меняет ту же ячейку

   // разбор: Второй let создаёт новую переменную с тем же именем: старая остаётся жить до конца области видимости, но недоступна по имени. Отсюда главное практическое отличие — при shadowing можно сменить тип (let s = "5"; let s: i32 = s.parse().unwrap()), а mut требует того же типа, зато позволяет менять значение в той же ячейке.

6. #rs_collections6 / 9
   Считаем частоты слов в HashMap<String, i32>. Что делает *map.entry(w).or_insert(0) += 1?

   A)Перезаписывает значение нулём, затем прибавляет единицу

   B)Вставляет 0, если ключа нет, и увеличивает значение по ссылке

   C)Возвращает копию значения, инкремент в карту не попадает

   D)Паникует, если ключ уже есть: or_insert вставляет только новые

   показать ответ и разбор

   +B)Вставляет 0, если ключа нет, и увеличивает значение по ссылке

   // разбор: entry возвращает вход в карту, or_insert кладёт значение по умолчанию только при его отсутствии и в любом случае отдаёт &mut на значение — разыменование и += меняют его на месте. Это идиома «посмотреть и обновить за один поиск»: get + insert искали бы ключ дважды.

7. #rs_match_option7 / 9
   Что Option<T> даёт по сравнению с nullable-ссылкой из других языков?

   A)Option быстрее в рантайме: проверка на null исчезает

   B)Option разрешает вызывать методы T напрямую, подставляя значение по умолчанию

   C)Option — это указатель с проверкой на ноль в рантайме

   D)Отсутствие значения видно в типе, и компилятор требует его разобрать

   показать ответ и разбор

   +D)Отсутствие значения видно в типе, и компилятор требует его разобрать

   // разбор: Пустоту нельзя не заметить: она часть типа, и добраться до значения без разбора (match, if let, комбинаторы) не выйдет. Дырка «забыл проверить на null» закрывается на этапе компиляции. При этом Option<&T> и Option<Box<T>> благодаря niche-оптимизации занимают столько же, сколько сам указатель.

8. #rs_modules8 / 9
   Что означают crate::, self:: и super:: в путях?

   A)Внешнюю зависимость, текущий файл и стандартную библиотеку

   B)Корень текущего крейта, текущий модуль и родительский модуль

   C)Публичный API, приватную часть и переэкспорт

   D)Корень воркспейса, текущий крейт и родительский крейт

   показать ответ и разбор

   +B)Корень текущего крейта, текущий модуль и родительский модуль

   // разбор: Пути бывают абсолютные (от crate:: или имени внешнего крейта) и относительные (self::, super:: или просто имя элемента). super:: полезен в тестовом подмодуле — там пишут use super::*, чтобы затащить проверяемый код. Модули при этом не обязаны совпадать с файлами: mod задаёт дерево, файлы лишь удобная раскладка.

9. #rs_strings9 / 9
   Чему равно "привет".len()?

   A)6 — len возвращает количество символов

   B)7 — шесть символов плюс завершающий нуль

   C)24 — каждый символ хранится как char по 4 байта

   D)12 — len считает байты UTF-8, кириллица занимает по два

   показать ответ и разбор

   +D)12 — len считает байты UTF-8, кириллица занимает по два

   // разбор: len у str и String — длина в байтах, а не в символах: строки хранятся как UTF-8, где кириллическая буква занимает два байта. Символы считают через chars().count(), но это O(n) и всё равно не то же самое, что «видимые знаки»: e с комбинирующим акутом даст два char при одном отображаемом символе.

Частые вопросы

• Чем mut отличается от повторного let?

  mut разрешает менять то же самое значение по тому же адресу, а повторный let создаёт новую переменную, затеняющую старую, — можно даже с другим типом. Затенение обычно используют, чтобы преобразовать значение и переиспользовать имя, не заводя mut.

• Что происходит при переполнении целого?

  В отладочной сборке это паника, в релизной — обёртывание по модулю. Именно поэтому в коде, где переполнение возможно, берут явные методы: checked_add вернёт Option, saturating_add упрётся в границу, wrapping_add обернётся осознанно.

• Почему нельзя обратиться к символу строки по индексу?

  String хранит UTF-8, где символ занимает от одного до четырёх байт, поэтому индекс по байтам мог бы разрезать символ пополам. Rust не даёт такой операции вообще: нужен обход через chars или срез по границам символов.