我可以限制结构对生命的污染吗？

Question

我有一个包含一些东西的结构。 我为该结构实现了Iterator特质，并返回对该结构中内部数据的引用的元组。 这就需要我至少用一生来注释一些东西。 我想要的是最小化生命周期注释，尤其是当涉及以原始结构作为成员的其他结构时。

一些代码：

pub struct LogReader<'a> {
    data:String,
    next_fn:fn(&mut LogReader)->Option<(&'a str,&'a [ConvertedValue])>,
//...
}

pub struct LogstreamProcessor {
    reader: LogReader, // doesn't work without polluting LogstreamProcessor with lifetimes
//...
}

impl<'a> Iterator for LogReader<'a > {
    type Item = (&'a str,&'a[ConvertedValue]);

    fn next(&mut self) -> Option<(&'a str,&'a[ConvertedValue])>{(self.next_fn)(self)}

}

impl <'a> LogReader<'a> {
    pub fn new(textFile:Option<bool>) -> LogReader<'a> {
        LogReader {
            next_fn:if textFile.unwrap_or(false) { LogReader::readNextText }else{ LogReader::readNextRaw },
            data: "blah".to_string()
        }
    }

    fn readNextText(&mut self)->Option<(&str,&[ConvertedValue])>{unimplemented!();}
    fn  readNextRaw(&mut self)->Option<(&str,&[ConvertedValue])>{unimplemented!();}
}

Answer 1

我可以限制结构对生命的污染吗？

通常，如果您在结构的任何字段中使用它们，则不能 。 出于非常充分的理由使它们显式（请参阅为什么在Rust中需要显式生存期？ ），一旦有了包含包含显式生存期的对象的结构，则必须对其进行传播。

请注意，通常，结构的使用者不必担心，因为具体的生存期是由编译器强加的：

struct NameRef<'a>(&'a str);

let name = NameRef("Jake"); // 'a is 'static

通过使用Self::Item的定义，还可以稍微减轻next实现的“噪音”。

impl<'a> Iterator for LogReader<'a > {
    type Item = (&'a str,&'a[ConvertedValue]);

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        (self.next_fn)(self)
    }
}

但是，您的担心实际上隐藏了一个更严重的问题：与您提到的不同，从next返回的值不一定是该结构的内部数据。 它们实际上的寿命与通用生命周期'a一样长，而LogReader内部的任何内容实际上都不受该生命周期的约束。

这意味着两件事：

（1）我可以传递一个给出完全不同的功能的函数，它可以正常工作：

static NO_DATA: &[()] = &[()];
fn my_next_fn<'a>(reader: &mut LogReader<'a>) -> Option<(&'a str, &'a[ConvertedValue])> {
    Some(("wat", NO_DATA))
}

（2）即使我希望函数从日志读取器的内部数据中返回某些内容，也不会起作用，因为生命周期根本不匹配。 让我们尝试一下，看看会发生什么：

static DATA: &[()] = &[()];

fn my_next_fn<'a>(reader: &mut LogReader<'a>) -> Option<(&'a str, &'a[ConvertedValue])> {
    Some((&reader.data[0..4], DATA))
}

fn main() {
    let mut a = LogReader {
      data: "This is DATA!".to_owned(),
      next_fn: my_next_fn
    };

    println!("{:?}", a.next());
}

编译器会把这个扔给你：

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for lifetime parameter in function call due to conflicting requirements
  --> src/main.rs:26:12
   |
26 |     Some((&reader.data[0..4], DATA))
   |            ^^^^^^^^^^^^^^^^^
   |
note: first, the lifetime cannot outlive the anonymous lifetime #1 defined on the body at 25:88...
  --> src/main.rs:25:89
   |
25 |   fn my_next_fn<'a>(reader: &mut LogReader<'a>) -> Option<(&'a str, &'a[ConvertedValue])> {
   |  _________________________________________________________________________________________^ starting here...
26 | |     Some((&reader.data[0..4], DATA))
27 | | }
   | |_^ ...ending here
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src/main.rs:26:12
   |
26 |     Some((&reader.data[0..4], DATA))
   |            ^^^^^^^^^^^
note: but, the lifetime must be valid for the lifetime 'a as defined on the body at 25:88...
  --> src/main.rs:25:89
   |
25 |   fn my_next_fn<'a>(reader: &mut LogReader<'a>) -> Option<(&'a str, &'a[ConvertedValue])> {
   |  _________________________________________________________________________________________^ starting here...
26 | |     Some((&reader.data[0..4], DATA))
27 | | }
   | |_^ ...ending here
note: ...so that expression is assignable (expected std::option::Option<(&'a str, &'a [()])>, found std::option::Option<(&str, &[()])>)
  --> src/main.rs:26:5
   |
26 |     Some((&reader.data[0..4], DATA))
   |     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

...其中匿名生命周期＃1是日志读取器的生命周期。 强制&mut LogReader也具有生存期'a （ &'a mut LogReader<'a> ）会在尝试实现Iterator时导致进一步的生存期问题。 这基本上可以归结为以下事实： 'a与对LogReader自身的值的引用不兼容”。

那么，我们应该如何解决呢？

但这并不会改变以下事实：返回类型具有引用，因此存在生命周期注释

尽管这不准确（因为在某些情况下可能会发生生命周期省略），但这为解决方案提供了一个提示：要么完全避免返回引用，要么将数据委托给单独的对象，以便'a可以绑定到该对象的生命周期。 您问题的答案的最后一部分是Iterator通过引用返回项目（生命周期问题） 。