一、一個(gè)實(shí)際問(wèn)題

用一個(gè)線性代數(shù)庫(kù)的求逆矩陣函數(shù)時(shí)，讓我很不爽，我必須按照下面的形式寫(xiě)調(diào)用代碼：

	...if let Some(inv_mat) = try_inverse(mat.clone()) {...}...

注意 try_inverse 函數(shù)的參數(shù)傳遞形式，函數(shù)參數(shù)是 mat.clone() 而不是 mat，因?yàn)檫@個(gè) mat 變量后面我還得使用。有看了幾個(gè)其他的線性代數(shù)庫(kù)，大都是按照這個(gè)形式定義的。我不得不思考一下為什么要這么干。

我們看這個(gè)函數(shù)的幾種可能的聲明形式：

	fn try_inverse(mat: Mat) -> Option<Mat> {...}   		// .... (1)fn try_inverse(mat: &Mat) -> Option<Mat> {...}   		// .... (2)fn try_inverse(mat: &mut Mat) -> Option<Mat> {...}   	// .... (3)	

下面分別討論：

1、fn try_inverse(mat: Mat) -> Option

我們有兩種辦法向函數(shù)傳遞參數(shù)。如果 mat 函數(shù)調(diào)用后不再使用，可以直接把變量所有權(quán)轉(zhuǎn)移給函數(shù)，按下面形式調(diào)用：

	...if let Some(inv_mat) = try_inverse(mat) {...}...

如果 mat 在函數(shù)調(diào)用后還有別的用途，必須保留變量所有權(quán)，把變量克隆一份傳遞給函數(shù)，按照下面的方法調(diào)用：

	...if let Some(inv_mat) = try_inverse(mat.clone()) {...}...

為什么么要這樣傳遞參數(shù)？原因是，逆矩陣是在原矩陣的基礎(chǔ)上構(gòu)建出來(lái)了，這個(gè)構(gòu)建過(guò)程會(huì)逐步覆蓋掉原矩陣的數(shù)據(jù)。因此，求逆矩陣函數(shù)需要獲得參數(shù)的所有權(quán)，在原矩陣基礎(chǔ)上完成逆矩陣構(gòu)建。

如果得不到所有權(quán)又如何？

2、fn try_inverse(mat: &Mat) -> Option

如果參數(shù)采用傳遞引用的方式，函數(shù)調(diào)用就變成了以下形式：

	if let Some(inv_mat) = try_inverse(&mat) {...}

對(duì)我們來(lái)講很是方便，但是這里存在一個(gè)效率問(wèn)題。

無(wú)論 mat 我們后續(xù)是否使用，try_inverse() 都要首先克隆一個(gè)備份，然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)建逆矩陣。也就是說(shuō)，引用傳參，形式上看調(diào)用方式很簡(jiǎn)潔，但是運(yùn)行效率不高。而上面?zhèn)髦档姆绞?#xff0c;在參數(shù)后續(xù)不再使用時(shí)，可以省去變量完整克隆的運(yùn)算時(shí)間。

那么，傳遞可修改引用可行嗎？

3、fn try_inverse(mat: &mut Mat) -> Option

答案是不可以。我們看傳入變量 &mut Mat 和返回結(jié)果 Option<Mat> 的語(yǔ)法形式就可以判斷出，函數(shù)的結(jié)果和參數(shù)必須是兩個(gè)獨(dú)立的矩陣，不可能在參數(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建逆矩陣。如果想利用傳入的可變引用，函數(shù)聲明需要改成下面的形式：

	fn try_inverse(mat: &mut Mat) -> Option<&Mat> {...}   	// .... (4)	

這又涉及到變量生命周期問(wèn)題了。不難看出這個(gè)方式傳入?yún)?shù)和返回結(jié)果，是一種導(dǎo)致語(yǔ)義復(fù)雜化、后患無(wú)窮的方法。

綜上所述，函數(shù)聲明(1)是一種最合適的形式，它把參數(shù)的克隆權(quán)交給了使用者，可避免不必要的克隆。聲明(2) 雖然讓使用者感覺(jué)很簡(jiǎn)潔，但犧牲了算法效率。聲明（3）讓參數(shù)變量冒著被修改的副作用，但沒(méi)換來(lái)任何好處，所以不推薦。聲明（4）的副作用問(wèn)題多多，更不推薦。

二、函數(shù)傳參技術(shù)要點(diǎn)

1、 foo(x):

foo(x) 的語(yǔ)法意義

• 如果foo函數(shù)的參數(shù)是按值接收（即它需要一個(gè)所有權(quán)的拷貝），那么你可以直接傳遞x。
• 這種方式下，x的所有權(quán)會(huì)被移動(dòng)到foo函數(shù)中，之后你就不能再使用原始的x了，因?yàn)镽ust的所有權(quán)規(guī)則不允許一個(gè)值有多個(gè)所有者。

foo(x) 的參數(shù)潛在的問(wèn)題

• 開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序時(shí)，參數(shù) x 大部分是胖指針類型的。如果我們希望函數(shù) foo 調(diào)用后，傳入的參數(shù)在函數(shù)執(zhí)行后還能繼續(xù)使用，這種參數(shù)定義模式下，我們必須按照下面的形式調(diào)用：

	...foo(x.clone());...

也就是說(shuō)，需要把變量的一個(gè)完整克隆移動(dòng)到函數(shù)的參數(shù)棧，這樣才不會(huì)影響變量 x 在函數(shù)調(diào)用后的可用性。但是，變量的完全克隆操作的代價(jià)通常很高。

2、 foo(&x):

• 如果foo函數(shù)接收一個(gè)引用作為參數(shù)（例如fn foo(x: &T)），則你應(yīng)該傳遞x的引用（&x）。
• 在這種情況下，foo函數(shù)將獲得x的借用，而不是所有權(quán)。這意味著你可以在調(diào)用foo之后繼續(xù)使用x。
• 需要注意的是，根據(jù)Rust的借用規(guī)則，你不能在借用期間修改x（除非foo接收一個(gè)可變引用，即fn foo(x: &mut T)，并且你確實(shí)需要修改x）。

3、foo(x.clone()):

• 如果foo函數(shù)需要一個(gè)值的拷貝，但你希望在調(diào)用之后仍然保留對(duì)原始x的使用權(quán)，你可以克隆x并傳遞克隆的版本。
• 這意味著你將創(chuàng)建一個(gè)x的完整拷貝，并將其傳遞給foo函數(shù)，同時(shí)保留原始x的所有權(quán)和使用權(quán)。
• 使用clone()可能會(huì)有性能開(kāi)銷，特別是當(dāng)x很大時(shí)，因?yàn)樗婕暗絻?nèi)存的分配和數(shù)據(jù)的復(fù)制。

在選擇使用哪種方式時(shí)，你應(yīng)該考慮以下因素：

• 函數(shù)的參數(shù)類型和要求。
• 你是否需要在調(diào)用函數(shù)之后繼續(xù)使用x。
• x的大小和復(fù)制成本。
• 是否有必要避免潛在的副作用或修改。

總的來(lái)說(shuō)，在Rust中，這三種方式的選擇受到語(yǔ)言所有權(quán)和借用規(guī)則的深刻影響，你需要根據(jù)具體情況來(lái)決定使用哪一種。