`for...in` 循环中的 Rust 借用规则

Question

为什么这三个print_max功能工作？哪一个是最佳实践？是 for number in number_list for number in number_list.iter() 的快捷方式?

fn main() {
    let number_list = vec![34, 50, 25, 100, 65];

    print_max_1(&number_list);
    print_max_2(&number_list);
    print_max_3(&number_list);
}

fn print_max_1(number_list: &[u16]) {
    let mut largest = &number_list[0]; // borrow the first number
    for number in number_list.iter() { // borrowing?
        if number > largest {
            largest = number;
        }
    }
    println!("The largest number is {}", largest);
}

fn print_max_2(number_list: &[u16]) {
    let mut largest = &number_list[0]; // borrow the first number
    for number in number_list {        // shortcut for .iter()?
        if number > largest {
            largest = number;
        }
    }
    println!("The largest number is {}", largest);
} 

fn print_max_3(number_list: &[u16]) {
    let mut largest = number_list[0];    // copying?
    for &number in number_list.iter() {  // borrowing?
        if number > largest {            // no error
            largest = number;
        }
    }
    println!("The largest number is {}", largest);
}

为什么这行不通？

fn print_max_4(number_list: &[u16]) {
    let mut largest = &number_list[0];
    for &number in number_list {
        if number > largest {
            largest = number;
        }
    }
    println!("The largest number is {}", largest);
} 

错误消息说 largest是 &u16而 number是 u16 .为什么不是 number &u16 ?

Answer 1

让我们一一解决这些问题。
print_max_1
在这里，largest是一个可变变量，它持有对 u16 的不可变引用。 (即它拥有 &u16 )。在循环内，number也是&u16其中，例如 largest , 借自 number_list .两者 number和 larger被隐式取消引用以执行比较。如果 number 引用的值大于 larger 引用的值，您存储了包含在 number 中的不可变引用的副本。进入 largest .
print_max_2
在这种情况下，由于 number_list本身就是借来的，分析print_max_2与 print_max_1 相同.
print_max_3
在这里，largest是 u16 .你是对的 number_list[0]是抄的，但值得注意的是，这个抄本便宜。在循环内，number_list 的每个元素直接复制存储在number .如 number大于 largest ，您将新的最大值直接存储在 largest 中.这是您编写的三个实现中最优化的，因为您消除了引用(即指针)引入的所有不必要的间接性。
print_max_4
再一次，您存储对 number_list 的第一个元素的引用。在 largest ，即 largest是 &u16 .类似地，就像 print_max_3 中的情况一样, number是 u16 ，它将保存来自 number_list 的元素的副本.但是，正如您所指出的，此功能是问题子项。

在循环中，编译器会指出两个错误:

您尝试比较两种没有 PartialOrder 的不同类型定义，即 largest这是一个 &u16和 number这是一个 u16 . Rust 不会试图通过这种比较来猜测你的意思，所以为了解决这个问题，你必须同时制作 number和 largest相同的类型。在这种情况下，您要做的是明确取消引用 largest使用 *运算符，它将允许您比较 u16它指向 u16包含在 number 中.最后的比较看起来像

if number > *largest { ... }

您尝试存储 u16在 &u16 类型的变量中，这是没有意义的。不幸的是，在这里你会碰到一堵墙。在循环中，您所拥有的只是您从 number_list 复制的数字的值。 ，但是 largest需要持有对 u16 的引用.我们不能简单地借number在这里(例如通过写 largest = &number )，因为 number将在循环结束时被丢弃(即超出范围)。解决的唯一方法是恢复到 print_max_2通过存储最大值本身而不是指向它的指针。

至于是否 for number in number_list是 for number in number_list.iter() 的快捷方式，答案是坚定的 否 .前者将拥有 number_list 的所有权，并且在每次迭代期间， number取得 number_list 中下一个值的所有权.相比之下，后者只执行借位，并且在循环的每次迭代中， number接收对 number_list 的下一个元素的不可变引用.

在这种特定情况下，这两个操作看起来是相同的，因为获得不可变引用的所有权只需要制作一个副本，从而使原始所有者保持不变。如需更多信息，请参阅 this answer关于 .into_iter() 之间区别的相关问题和 .iter() .