使用盒装特征对象时，Rust 中的生命周期规则是什么？

Question

下面的代码无法编译并出现错误 E0597：借用的值（二）寿命不够长。

fn main() {
    let one = String::from("one");

    let mut _it: Box<dyn Iterator<Item=char>> = Box::new(one.chars());

    let two = String::from("two");

    _it = Box::new(two.chars());
}

但是，如果我使用对特征 object 的引用而不是盒装特征 object 它会起作用：

fn main() {
    let one = String::from("one");

    let mut _it: &dyn Iterator<Item=char> = &one.chars();

    let two = String::from("two");

    _it = &two.chars();
}

另外，如果我不使用特征 object，它也可以工作：

fn main() {
    let one = String::from("one");

    let mut _it: Box<_> = Box::new(one.chars());

    let two = String::from("two");

    _it = Box::new(two.chars());
}

为什么？

Answer 1

让我们一一列举。

在您的第一个示例中，问题很微妙，并由错误消息提示

8 |     _it = Box::new(two.chars());
  |                    ^^^^^^^^^^^ borrowed value does not live long enough
9 | }
  | -
  | |
  | `two` dropped here while still borrowed
  | borrow might be used here, when `_it` is dropped and runs the destructor for type `Box<dyn Iterator<Item = char>>`
  |
  = note: values in a scope are dropped in the opposite order they are defined

正如注释所说，值的删除顺序与它们定义的顺序相反。 由于two在第 6 行定义， _it在第 4 行定义（未赋值），编译器会在尝试销毁_it末尾的 _it 之前先销毁two 。但是当我们到达 function 末尾时, _it持有对two的引用（第 8 行），强加的排序会破坏two而_it仍然持有对它的引用。 _it的析构函数可以观察到被破坏的值two ，所以这是不允许的。

为什么还有析构函数？ 因为特征 object dyn Iterator... - 就像任何其他特征 object -可以包含一些具有析构函数的动态类型。 那个析构函数可能会观察到它可能引用的东西； 据编译器所知，这是two . 虽然实际的Chars类型不会遇到这个问题，但我可以想出这样一种类型并将其粘贴到dyn Iterator...中。 因此对于 trait 对象，删除值的顺序总是很重要。

解决办法是改变定义的顺序：

fn main() {
    let one = String::from("one");

    let two; // Notice the definition, before `_it` so it gets dropped *after*

    let mut _it: Box<dyn Iterator<Item=char>> = Box::new(one.chars());

    two = String::from("two");

    _it = Box::new(two.chars());
}

在第二个示例中，您使用的是普通引用。 由于普通引用没有析构函数，因此没有析构函数可以在运行时潜在地观察到被销毁的值，并且销毁值的顺序并不重要； 所以它编译得很好。

在第三个示例中，不涉及特征对象，就编译器而言，装箱类型只是普通类型（就像Box<u32> ）。 因为它是一个具体类型，所以编译器可以找出Box中的类型（它是一个Chars ，并持有某个生命周期的引用），有一个普通的析构函数（什么都不做），因此Box有一个普通的析构函数简单解除分配的析构函数； 所以two实际上在_it之前被销毁并不重要，因为_it肯定无法在其析构函数中观察到two 。