rust - 循环中的变量生命周期不够长

Question

这几天我一直在玩 Rust，而且我仍在为内存管理而苦苦挣扎(数字)。

我写了一个simple project通过对文本文件进行词法分析/解析来创建结构层次结构(“关键字”)。

关键字定义如下:

pub struct Keyword<'a> {
    name: String,
    code: u32,
    parent: Option<&'a Keyword<'a>>,
}

这是我对这个 C 结构的等价物:

typedef struct Keyword Keyword;

struct Keyword {
    char* name;
    unsigned int code;
    Keyword* parent;
};

hierarchy 只是关键字的容器，定义如下:

pub struct KeywordHierarchy<'a> {
    keywords: Vec<Box<Keyword<'a>>>,
}

impl<'a> KeywordHierarchy<'a> {
    fn add_keyword(&mut self, keyword: Box<Keyword<'a>>) {
        self.keywords.push(keyword);
    }
}

在 parse 函数(它是完整解析器的 stub )中，我重新创建了在我的代码中产生生命周期错误的条件。

fn parse<'a>() -> Result<KeywordHierarchy<'a>, String> {

    let mut hierarchy = KeywordHierarchy { keywords: Vec::new() };

    let mut first_if = true;
    let mut second_if = false;

    while true {

        if first_if {

            // All good here.

            let root_keyword = Keyword {
                name: String::from("ROOT"),
                code: 0,
                parent: None,
            };
            hierarchy.add_keyword(Box::new(root_keyword));

            first_if = false;
            second_if = true;
        }

        if second_if {

            // Hierarchy might have expired here?

            // Find parent
            match hierarchy.keywords.iter().find(|p| p.code == 0) {
                None => return Err(String::from("No such parent")),
                Some(parent) => {

                    // If parent is found, create a child
                    let child = Keyword {
                        name: String::from("CHILD"),
                        code: 1,
                        parent: Some(&parent),
                    };
                    hierarchy.add_keyword(Box::new(child));
                }
            }

            second_if = false;
        }

        if !first_if && !second_if {
            break;
        }
    }

    Ok(hierarchy)

}

有一个 while 循环遍历词法分析器标记。

在第一个 if 中，我将 ROOT 关键字添加到层次结构中，这是唯一没有父级的关键字，一切都按预期顺利进行.

在第二个 if 中，我解析了子关键字，并且在调用 KeywordHierarchy.add_keyword() 时出现生命周期错误。

hierarchy.keywords` does not live long enough

你们能推荐一种惯用的方法来解决这个问题吗？

干杯。

附言点击here Playground

Answer 1

我在您的设计中看到的直接问题是您的循环将修改 hierarchy.keywords 向量(在 first_if block 中)，但它也从 hierarchy.keywords 向量(在 second_if block 中)借用元素。

这是有问题的，因为修改向量可能会导致其后备缓冲区被重新分配，如果允许的话，将使所有现有的向量借用无效。 (因此这是不允许的。)

您是否考虑过使用 arena 而不是 Vec 来保存关键字？竞技场的设计使您可以在其中分配新事物，同时仍然可以借用先前在竞技场内分配的元素。

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更新:这是您的代码的修订版本，它说明了如何使用 arena(在本例中为 rustc_arena::TypedArena ，但这只是为了让它在 play.rust-lang.org 服务上运行)以及 Vec<&Keyword> 来处理查找。

https://play.rust-lang.org/?gist=fc6d81cb7efa7e4f32c481ab6482e587&version=nightly&backtrace=0

关键的代码是这样的:

首先:KeywordHierarchy 现在拥有一个 arena 和一个 vec:

pub struct KeywordHierarchy<'a> {
    keywords: Vec<&'a Keyword<'a>>,
    kw_arena: &'a TypedArena<Keyword<'a>>,
}

第二:现在添加关键字会分配竞技场中的位置，并在 vec 中存储对该位置的引用:

fn add_keyword(&mut self, keyword: Keyword<'a>) {
    let kw = self.kw_arena.alloc(keyword);
    self.keywords.push(kw);
}

第三:fn parse 函数现在接受一个 arena(引用)作为输入，因为我们需要 arena 比 fn parse 的堆栈帧还长:

fn parse<'a>(arena: &'a TypedArena<Keyword<'a>>) -> Result<KeywordHierarchy<'a>, String> {
    ...

第四:为了避免将 hierarchy 借用为可变的借用检查器问题，同时也对其进行迭代，我将 hierarchy 修改移到了 Find parent match 之外:

        // Find parent
        let parent = match hierarchy.keywords.iter().find(|p| p.code == 0) {
            None => return Err(String::from("No such parent")),
            Some(parent) => *parent, // (this deref is important)
        };
        // If parent is found, create a child
        let child = Keyword {
            name: String::from("CHILD"),
            code: 1,
            parent: Some(parent),
        };
        hierarchy.add_keyword(child);
        second_if = false;