解读

国内大厂（字节、阿里、华为）的 Rust 岗一面，90% 会追问“栈内存长什么样”。面试官真正想确认的是：

1. 你是否把元组当成“字段顺序固定的匿名 struct”，把数组当成“同类型连续块”；
2. 你是否知道 Rust 编译器会对元组做字段级对齐，而数组只做元素对齐；
3. 你是否能口算出 size_of::<(T, U)>() 与 size_of::<[T; N]>() 的差异，并解释 padding 来源。
   答不出“对齐 + 顺序 + 连续”三件套，基本会被扣“只写过业务、没写过底层”的帽子。

知识点

1. 元组
   • 异构、定长、字段名被编译器编号（0,1,2…）
   • 内存顺序 = 声明顺序，编译器按 Rust 平台默认对齐规则 在字段间插入 padding
   • 整体对齐 = 字段最大 align 值，整体大小是 最后一个字段偏移 + 最后一个字段大小 + 尾部 padding
2. 数组
   • 同构、定长、元素紧密排列
   • 内存布局 = 单元素布局 × N，元素间 无额外 padding（仅每个元素内部可能有自身对齐需要的 padding）
   • 整体对齐 = 单元素对齐值，整体大小恒为 size_of::<T>() × N
3. 验证工具
   • std::mem::{size_of, align_of}
   • #[repr(Rust)]（默认）与 #[repr(C)] 均可打印，但 repr(Rust) 允许字段重排，当前实现仍按声明顺序；面试时直接说“当前实现顺序固定，未来可能重排”显得严谨
4. 栈分配
   • 两者均 直接在栈帧上展开，无堆指针、无胖指针；长度信息对数组是编译期常量，对元组是类型系统常量，运行时均不携带额外字段

答案

“在 64-bit Linux 上，元组是异构字段顺序排列，数组是同构元素紧密排列”。
举例：

let t: (u8, u32, u8) = (0, 1, 2);
let a: [u16; 3] = [0, 1, 2];

• size_of::<(u8, u32, u8)>() == 12：
  字段 0 偏移 0 占 1 字节，pad 3 字节；
  字段 1 偏移 4 占 4 字节；
  字段 2 偏移 8 占 1 字节，尾部 pad 3 字节；
  整体对齐 4。
• size_of::<[u16; 3]>() == 6：
  每个 u16 对齐 2，元素紧密排布，无中间 padding，整体对齐 2。
  结论：元组可能有内部与尾部 padding，数组只有元素自身对齐，无额外 padding；二者都直接在栈上展开，不携带运行时长度字段。

拓展思考

1. 如果把元组改成 #[repr(C)]，布局仍与默认一致吗？
   答：当前一致，但 repr(C) 禁止 Rust 未来重排，跨 FFI 更安全；面试可补充“我用 repr(C) 做 ABI 绑定”。
2. 把数组放进元组 ([u8; 3], u32)，整体大小是多少？
   答：数组内部无 pad，但元组字段间需对齐 u32，所以是 3 + 1(pad) + 4 = 8 字节。
3. 为什么 Vec<T> 不在栈上？
   答：Vec 是胖指针（ptr, cap, len）三字段结构体，实际数据在堆；追问时可顺口带出 SmallVec<[T; N]> 或 ArrayVec 做栈上变长优化，展示你对生态的熟悉度。