rust - 为什么在使用 `flat_map` 时需要收集到向量中？

Question

我正在研究 Project Euler 96自学 Rust。我编写了这段代码来读取文件并将其转换为整数向量 ( Playground )。

let file = File::open(&args[1]).expect("Sudoku file not found");
let reader = BufReader::new(file);

let x = reader
    .lines()
    .map(|x| x.unwrap())
    .filter(|x| !x.starts_with("Grid"))
    .flat_map(|s| s.chars().collect::<Vec<_>>())  // <-- collect here!
    .map(|x| x.to_digit(10).unwrap())
    .collect::<Vec<_>>();

这一切都很好，但我很困惑为什么我必须在我的 flat_map 中收集到一个矢量(我假设创建不需要的矢量会立即被销毁是低效的)。如果我不收集，它就不会编译:

error[E0515]: cannot return value referencing function parameter `s`
  --> src/main.rs:13:23
   |
13 |         .flat_map(|s| s.chars())
   |                       -^^^^^^^^
   |                       |
   |                       returns a value referencing data owned by the current function
   |                       `s` is borrowed here

例子来自 the docs显示几乎相同的代码，但不需要收集:

let words = ["alpha", "beta", "gamma"];

// chars() returns an iterator
let merged: String = words.iter()
                          .flat_map(|s| s.chars())
                          .collect();
assert_eq!(merged, "alphabetagamma");

那为什么我的代码不一样呢？

Answer 1

迭代器 reader.lines().map(|x| x.unwrap()) 迭代 String 项目，即按值。因此，在 .flat_map(|s| ...) 中，变量 s 的类型为 String(即拥有，而非借用)。换句话说:字符串现在是一个局部变量，存在于函数中。这是一个简单的规则，您不能返回对局部变量的引用(请参阅 this Q&A )。但这正是 s.chars() 所做的，即使它有点隐藏。

看一看at str::chars :

pub fn chars(&self) -> Chars<'_>

可以看出字符串是借用的。返回的 Chars 对象包含对原始字符串的引用。这就是我们不能从闭包中返回 s.chars() 的原因。

So why is it different in my code?

在文档的示例中，迭代器 words.iter() 实际上迭代类型为 &&'static str 的项目。调用 s.chars() 也将返回一个借用一些字符串的 Chars 对象，但该字符串的生命周期是 'static (永远存在)，因此从该闭包返回 Chars 没有问题。

解决方案？

如果标准库有一个 OwnedChars 迭代器，它使用 String，就像 Chars 一样工作，一旦迭代器被丢弃。在这种情况下，可以调用 s.owned_chars()，因为返回的对象不引用本地 s，而是拥有它。但是:标准库中不存在这样的自有迭代器!

I'm assuming creating unneeded vectors which will be immediately destroyed is inefficient

是的，这在某种程度上是正确的。但是您可能错过了 reader.lines() 迭代器还会创建 String 类型的临时对象。那些或多或少也立即被摧毁了!因此，即使 flat_map 中没有 collect，您也会有一堆不必要的分配。请注意，有时这没关系。在这种情况下，我猜想与您必须实现的实际算法相比，输入解析速度非常快。那么...只是收集？在这种情况下可能没问题。

如果你想要高性能的输入解析，我认为你将无法避免标准循环，特别是为了避免不必要的 String 分配。 ( Playground )

let mut line = String::new();
let mut input = Vec::new();
loop {
    line.clear(); // clear contents, but keep memory buffer

    // TODO: handle IO error properly
    let bytes_read = reader.read_line(&mut line).expect("IO error"); 
    if bytes_read == 0 {
        break;
    }

    if line.starts_with("Grid") {
        continue;
    }

    // TODO: handle invalid input error
    input.extend(line.trim().chars().map(|c| c.to_digit(10).unwrap()));
}