循环中的 Rust 生命周期问题

Question

如何在不复制数组或每次迭代多次调用 b() 的情况下编译此示例 — b() 必须执行一些昂贵的解析？

这不是我写的完整代码，但它说明了我遇到的问题。此处，Test 正在尝试执行某种流式分析工作。 c()是解析函数，解析成功返回Some。 b() 是一个函数，当 c() 还不能使用可用数据进行解析时，它会尝试从流中读取更多数据。返回值是包含解析范围的 self.v 的一个切片。

struct Test {
    v: [u8; 10],
    index: u8,
}

impl Test {
    fn b(&mut self) {
        self.index = 1
    }

    fn c(i: &[u8]) -> Option<&[u8]> {
        Some(i)
    }

    fn a(&mut self) -> &[u8] {
        loop {
            self.b();

            match Test::c(&self.v) {
                Some(r) => return r,
                _ => continue,
            }
        }
    }
}

fn main() {
    let mut q = Test {
        v: [0; 10],
        index: 0,
    };

    q.a();
}

编译时，它会产生以下借用检查器错误:

error[E0502]: cannot borrow `*self` as mutable because `self.v` is also 
borrowed as immutable
  --> <anon>:17:13
   |
17 |             self.b();
   |             ^^^^ mutable borrow occurs here
18 | 
19 |             match Test::c(&self.v) {
   |                            ------ immutable borrow occurs here
...
24 |     }
   |     - immutable borrow ends here

如果我将 a() 更改为:

fn a(&mut self) -> Option<&[u8]> {
    loop {
        self.b();

        if let None = Test::c(&self.v) {
            continue
        }

        if let Some(r) = Test::c(&self.v) {
            return Some(r);
        } else {
            unreachable!();
        }
    }
}

然后它运行，但明显的缺点是调用解析函数 c() 两次。

我有点理解改变 self 而返回值取决于它是不安全的，但是，我不明白为什么 self.v 的不可变借用是在我们尝试再次调用 b() 的下一次迭代中仍然存在。

Answer 1

现在“Rustc 不能‘处理’有条件的借贷返回”。看这个comment from Gankro on issue 21906 .

如果只有一个执行路径终止循环，则无法为借用分配正确的生命周期。

我可以建议这个解决方法，但我不确定它是否最佳:

fn c(i: &[u8]) -> Option<(usize, usize)> {
    Some((0, i.len()))
}

fn a(&mut self) -> &[u8] {
    let parse_result;
    loop {
        self.b();

        match Test::c(&self.v) {
            Some(r) => {
                parse_result = r;
                break;
            }
            _ => {}
        }
    }
    let (start, end) = parse_result;
    &self.v[start..end]
}

您可以使用数组索引构造解析结果，并将它们转换为循环外的引用。

另一种选择是求助于 unsafe 来解耦生命周期。我不是安全使用不安全的专家，所以要注意别人的评论。

fn a(&mut self) -> &[u8] {
    loop {
        self.b();

        match Test::c(&self.v) {
            Some(r) => return unsafe{ 
                // should be safe. It decouples lifetime of 
                // &self.v and lifetime of returned value,
                // while lifetime of returned value still
                // cannot outlive self
                ::std::slice::from_raw_parts(r.as_ptr(), r.len())
            },
            _ => continue,
        }
    }
}