rust - 如何修改作为函数参数的切片？

Question

参数可以传递给函数并修改:

fn set_42(int: &mut i32) {
    *int += 42;
}

fn main() {
    let mut int = 0;
    set_42(&mut int);
    println!("{:?}", int);
}

Output :

42

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更改代码以使用切片失败并出现一大堆错误:

fn pop_front(slice: &mut [i32]) {
    *slice = &{slice}[1..];
}

fn main() {
    let mut slice = &[0, 1, 2, 3][..];
    pop_front(&mut slice);
    println!("{:?}", slice);
}

Output :

error[E0308]: mismatched types
 --> src/main.rs:2:14
  |
2 |     *slice = &{ slice }[1..];
  |              ^^^^^^^^^^^^^^^
  |              |
  |              expected slice `[i32]`, found `&[i32]`
  |              help: consider removing the borrow: `{ slice }[1..]`

error[E0277]: the size for values of type `[i32]` cannot be known at compilation time
 --> src/main.rs:2:5
  |
2 |     *slice = &{ slice }[1..];
  |     ^^^^^^ doesn't have a size known at compile-time
  |
  = help: the trait `std::marker::Sized` is not implemented for `[i32]`
  = note: to learn more, visit <https://doc.rust-lang.org/book/ch19-04-advanced-types.html#dynamically-sized-types-and-the-sized-trait>
  = note: the left-hand-side of an assignment must have a statically known size

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如果我们尝试使用可变切片(这不是我真正想要的；我不想修改切片中的值，我只想修改切片本身，以便它覆盖更小范围的元素)和一个可变参数，它对原始切片没有影响:

fn pop_front(mut slice: &mut [i32]) {
    slice = &mut {slice}[1..];
}

fn main() {
    let mut slice = &mut [0, 1, 2, 3][..];
    pop_front(&mut slice);
    println!("{:?}", slice);
}

Output :

[0, 1, 2, 3]

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有没有办法修改作为函数参数的切片？我不想修改切片中的元素；我只想修改切片本身的范围，使其成为更小的“子切片”。

Answer 1

正如其他人所说，这里的核心思想是采用 &mut &... [T](其中 ... 是 mut 或空)并读/写到内部切片。其他答案表明 &mut &[T] 在安全代码中是可能的，而 &mut &mut [T] 在不安全代码中是可能的，但他们没有解释为什么这是有区别的……而且 &mut &mut [T] 也可以使用安全代码。

在显式生命周期术语中，嵌套引用类似于 &'a mut &'b ... [T] 对于某些生命周期 'a 和 'b，这里的目标是得到一个&'b ... [T]，将它切片并写入&'a mut >.

对于 &'a mut &'b [T]，这很简单:&[T] 是复制，所以写成 *slice = &slice[ 1..] 将有效地从 &mut 中复制 &'b [T] ，然后用较短的值覆盖现有值。副本意味着一个人从字面上得到一个 &'b [T] 来操作，因此它与 &'a mut 之间没有直接联系，因此它变异是合法的。它实际上类似于

fn pop_front<'a, 'b>(slice: &'a mut &'b[i32]) {
    // *slice = &slice[1..] behaves like
    let value: &'b [i32] = *slice;
    *slice = &value[1..]
}

(我已经标记了生命周期并注释了类型以配合我的解释，但这不是代码工作所必需的。)

对于 &'a mut &'b mut [T] 事情有点棘手:&mut [T] 无法复制:取消引用不会复制，它将重新借用以提供 &'a mut [T] 即切片的生命周期连接到 outer &'a mut，不是内部 &'b mut [T]。这意味着切片引用的生命周期比它试图覆盖的类型更短，因此将切片存储到该位置是无效的。换句话说:

fn pop_front<'a, 'b>(slice: &'a mut &'b mut [i32]) {
    let value: &'a mut [i32] = &mut **slice;
    *slice = &mut value[1..] // error
}

为 &'a mut &'b mut [T] 安全地执行此操作的方法是将内部切片从具有该 'b 生命周期的引用中取出.这需要跟踪“一个所有者”规则，不进行借贷，这种所有权操纵的最佳功能是 mem::replace .它允许我们通过将它与一些占位符交换来提取内部 &'b mut [T]，然后我们可以用短版本覆盖它。最好/唯一的占位符是一个空数组:编写 &mut [] 可以是 &'c mut [X] 对于任何类型 X 和任何生命周期 'c，因为没有要存储的数据，所以不需要初始化，并且没有数据会变得无效。特别地，它可以是 &'b mut [T]:

fn pop_front<'a, 'b>(slice: &'a mut &'b mut [i32]) {
    let value: &'b mut [i32] = mem::replace(slice, &mut []);
    *slice = &mut value[1..]
}

由于 &mut[T] 实现了 Default，我们也可以使用 mem::take :

fn pop_front<'a, 'b>(slice: &'a mut &'b mut [i32]) {
    let value: &'b mut [i32] = mem::take(slice);
    *slice = &mut value[1..]
}

(如上所述，我已经把事情说得比必要的更明确了。)

另见:

• Why can't I assign one dereference of a reference of a reference to another when the outer lifetimes differ?
• Why does linking lifetimes matter only with mutable references?
• How can I swap in a new value for a field in a mutable reference to a structure?