为什么对 const 进行静态引用会返回对临时变量的引用？

Question

在 Rust 中，我有以下代码：

pub trait Test: Sized {
    const CONST: Self;
    fn static_ref() -> &'static Self {
        &Self::CONST
    }
}

我的期望是，由于const是'static ，那么我应该能够引用它也是'static 。 但是，编译器给出以下错误：

error[E0515]: cannot return reference to temporary value
   --> file.rs:9:9
    |
  9 |         &Self::CONST
    |         ^-----------
    |         ||
    |         |temporary value created here
    |         returns a reference to data owned by the current function

这里如何引入临时变量？

此外，似乎在某些情况下引用常量确实有效。 这是一个简短的具体示例，其中 Test 的实现略有不同

pub trait Test: Sized {
    fn static_ref() -> &'static Self;
}

struct X;

impl Test for X {
    fn static_ref() -> &'static Self {
        &X
    }
}

Answer 1

Rust中的常量是编译时常量，而不是具有内存位置的实际变量。 Rust编译器可以替换使用它的常量的实际值 。 如果您获取此类值的地址，则会获得临时地址。

Rust还具有静态变量的概念。 这些变量实际上具有与整个程序持续时间一致的存储器位置，并且对静态变量的引用确实导致具有'static寿命'static的引用。

也可以看看：

• Rust中的immutable和const变量有什么区别？
• const变量和静态变量之间有什么区别？我应该选择哪个？

Answer 2

定义特征时，定义必须适用于所有可能的实现。

如果没有失败的例子，问题可能不会立即得到解决。 所以假设你有这样的类型：

struct MyStruct;
impl MyStruct {
    const fn new() -> Self {
        MyStruct
    }
}

你试图像这样实现这个特征：

impl Test for MyStruct {
    const CONST: Self = MyStruct::new();
}

这不起作用，因为static_ref的实现现在看起来像这样：

fn static_ref() -> &'static Self {
    // &Self::CONST
    &MyStruct::new()
}

它在函数内部创建一个值并尝试返回它。 该值不是静态的，因此'static生命周期无效。

---

然而，通过一些重新跳汰，你可以做一些工作：

pub trait Test: Sized + 'static {
    // This is now a reference instead of a value:
    const CONST: &'static Self;
    fn static_ref() -> &'static Self {
        Self::CONST
    }
}

struct MyStruct;
impl MyStruct {
    const fn new() -> Self {
        MyStruct
    }
}

impl Test for MyStruct {
    const CONST: &'static Self = &MyStruct::new();
}

这是有效的，因为CONST已经是一个'static引用，所以函数可以返回它。 所有可能的实现都必须能够获得对Self 'static引用以实现特征，因此引用某些任意本地值不再存在问题。

Answer 3

这里的工作机制是静态提升。 见RFC 1414

这是一个报价：

在函数体的块内：

• 如果采用对 constexpr 右值的共享引用。 (&)
• 而且 constexpr 不包含 UnsafeCell { ... } 构造函数。
• 并且 constexpr 不包含返回包含 UnsafeCell 的类型的 const fn 调用。
• 然后，不是将值转换为堆栈槽，而是将其转换为静态内存位置，并为结果引用提供“静态生命周期”。