rust - 为什么在使用特征时参数类型必须是 'static

Question

我在研究树和特征时遇到了一种我不理解的行为。这是一个最小的(未编译)示例:

trait Trait<T> {}
struct Struct<T> {
    option: Option<Box<dyn Trait<T>>>, // change this to Option<Box<TestStruct<T>>>
                                       // and it works without issues
}
impl<T> Trait<T> for Struct<T> {}

fn set<T>(s: &mut Struct<T>) {                         // works when changed to "fn set <T: 'static> ..."
    s.option = Some(Box::new(Struct { option: None })) // "error[E0310]: the parameter type `T` may not live long enough"
}

所以这段代码适用于 T: 'static或 Option<Box<TestStruct<T>>> ，但并非如此，我找不到令人满意的解释。

有人能解释一下 traits 和 lifetimes 是怎么回事吗？还有其他方法吗？

Answer 1

每当我们使用特征对象时，这里dyn Trait<T> ，我们放弃了 Rust 通常拥有的关于类型具有哪些特征的大量信息。

特别是，类型的值可能包含引用，在这种情况下，类型 有一个或多个生命周期，指定这些引用的有效期。 (最简单的情况是当类型本身是引用时；&'a str 不能比 'a 标识的结束时间长。

但是特征对象不指定具体类型；它可以是实现该特征的任何类型。这意味着特征对象必须始终考虑具体类型允许包含的生命周期。这是通过 trait 对象的“lifetime bound”来完成的。 每个 trait 对象都有生命周期限制——由于 lifetime elision，它通常是未写的.

特别是，省略规则表明任何时候你写 Box<dyn Trait> , 相当于 Box<dyn Trait + 'static> .也就是说，任何类型 X你想变成这个特征对象类型必须满足边界 X: 'static ，这意味着如果它包含任何生命周期，它们必须比'static长寿— 在 'static 的特定情况下生命周期，等同于说它们必须等于 'static , 因为没有生命周期长于 'static .

(默认特征对象生命周期边界的另一个常见情况是 &'a dyn Trait ，规则将其等同于 &'a (dyn Trait + 'a) ——允许任何超过或等于引用生命周期的东西。)

那么，解释一下你观察到的:

• 正在添加 T: 'static有效是因为你的 TestStruct<T> (你没有给出定义，所以我猜)不包含引用，所以 T: 'static逻辑上暗示 TestStruct<T>: 'static ，满足特征对象生命周期界限。

• 使用 Option<Box<TestStruct<T>>>而不是 Option<Box<dyn Trait<T>>>意味着不涉及特征对象，因此没有默认 'static绑定(bind)，所以Struct<T>是完全通用的——它不关心是否 T是否有生命周期。

在大多数情况下，当您想要使用 Box<dyn Trait> 时— 将其存储在某种数据结构中 — T: 'static bound 是正确的选择，因为你以后要存储的东西通常不需要绑定(bind)到特定的生命周期——能够永远存在。但是如果你确实需要承认具有非静态生命周期的类型，你总是可以写 Box<dyn Trait + 'a>相反(前提是声明了生命周期 'a)。