如何在 StackVec 上实现 IntoIterator

Question

我正在尝试编写一个像 object 这样的Vec ，其大小固定，可在堆栈上使用。

这是我正在尝试完成作业 1，阶段 2A的在线课程的一部分。

我在实现IntoIterator特征时遇到问题。

StructVec的代码

#![no_std]

pub struct StackVec<'a, T: 'a> {
    storage: &'a mut [T],
    len: usize
}

impl<'a, T: 'a> StackVec<'a, T> {
    pub fn new(storage: &'a mut [T]) -> StackVec<'a, T> {
        StackVec { storage, len: 0 }
    }

    pub fn with_len(storage: &'a mut [T], len: usize) -> StackVec<'a, T> {
        StackVec { storage, len }
    }

    pub fn capacity(&self) -> usize {
        self.storage.len()
    }

    pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
        if len < self.len {
            self.len = len;
        }
    }

    pub fn into_slice(self) -> &'a mut [T] {
        &mut self.storage[..self.len]
    }

    pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
        &self.storage[..self.len]
    }

    pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
        &mut self.storage[..self.len]
    }

    pub fn len(&self) -> usize {
        self.len
    }

    pub fn is_empty(&self) -> bool {
        self.len == 0
    }

    pub fn is_full(&self) -> bool {
        self.len == self.storage.len()
    }

    pub fn push(&mut self, value: T) -> Result<(), ()> {
        if self.is_full() {
            return Err(());
        }
        self.storage[self.len] = value;
        self.len += 1;
        Ok(())
    }
}

我能够通过返回底层数组的迭代器来实现IntoIterator特征：

impl<'a, T: 'a> IntoIterator for StackVec<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;
    type IntoIter = core::slice::IterMut<'a, T>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.storage.into_iter()
    }
}

然而，这并不是我真正想要的，因为它会遍历整个数组，而不仅仅是推送到它上面的项目。

我尝试从底层数组的数组切片中返回一个迭代器，但我被生命周期所吸引：

impl<'a, T: 'a> IntoIterator for StackVec<'a, T> {
    type Item = &'a T;
    type IntoIter = core::slice::Iter<'a, T>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.as_slice().into_iter()
    }
}

编译失败，报错

error[E0597]: `self` does not live long enough
   --> src/lib.rs:165:9
    |
165 |         self.as_slice().into_iter()
    |         ^^^^ borrowed value does not live long enough
166 |     }
    |     - borrowed value only lives until here
    |
note: borrowed value must be valid for the lifetime 'a as defined on the impl at 160:1...
   --> src/lib.rs:160:1
    |
160 | / impl<'a, T: 'a> IntoIterator for StackVec<'a, T> {
161 | |     type Item = &'a T;
162 | |     type IntoIter = core::slice::Iter<'a, T>;
163 | |
...   |
166 | |     }
167 | | }
    | |_^

我也尝试过完全创建一个新的Iterator ，但我又被抓住了！

struct Iter<'a, T: 'a> {
    stack_vec: StackVec<'a, T>,
    start: usize,
}

impl<'a, T: 'a> Iterator for Iter<'a, T> {
    type Item = T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let start = self.start;
        if start < self.stack_vec.len {
            self.start += 1;
            Some(self.stack_vec[start])
        } else {
            None
        }
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        let size = self.stack_vec.len - self.start;
        (size, Some(size))
    }
}

编译失败，报错：

error[E0508]: cannot move out of type `[T]`, a non-copy slice
   --> src/lib.rs:148:18
    |
148 |             Some(self.stack_vec[start])
    |                  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ cannot move out of here

我试过查看做同样事情的板条箱，但要么他们使用我不能用于这个任务的std库，要么我不明白如何将他们的代码移植到我的。

https://github.com/bluss/arrayvec

https://github.com/danielhenrymantilla/stackvec-rs/blob/master/src/stackvec/traits/into_iter.rs

我究竟做错了什么？

Answer 1

作为您最初想法的一个相当简单的扩展，您可以使用take方法限制迭代器可以返回的元素数量。 这会将您的IntoIterator实现变为：

impl<'a, T: 'a> IntoIterator for StackVec<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;
    type IntoIter = std::iter::Take<core::slice::IterMut<'a, T>>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.storage.into_iter().take(self.len)
    }
}

您在其他尝试实现IntoIterator时遇到了问题，因为into_iter方法获得了self的所有权。 这意味着一旦 function 退出，您需要确保已将要在迭代器中使用的所有内容从self中移出或复制。 由于as_slice仅借用，因此您不能从 function 将迭代器返回到切片（它借用的数据将被删除）。

impl<'a, T: 'a> IntoIterator for StackVec<'a, T> {
    type Item = &'a T;
    type IntoIter = core::slice::Iter<'a, T>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        //       ^ no & or &mut here means this function takes ownership of self
        self.as_slice().into_iter()
    }
}

您仍然可以创建StackVec结构的非拥有迭代器，但您不会使用IntoIterator来执行此操作。 相反，只需在您的结构上创建一个名为iter的方法：

pub fn iter(&self) -> impl Iterator<Item=&T> {
    self.storage.iter().take(self.len)
}