rust - 如何防止移入功能的 impl Trait 在借用时被删除？

Question

我想定义一个特征 Holder ，它可以通过 items 方法迭代一些。我不想从此方法返回特征对象，因为如果可能的话，我想坚持使用静态分派(dispatch)和堆栈分配。我的系统工作正常，但在某种令人惊讶的情况下出现故障。

代码如下:

pub trait Holder<'a, N: 'a> {
    type Items: Iterator<Item=&'a N>;

    fn items(&'a self) -> Self::Items;
}

struct Impl<N> {
    items: Vec<N>
}

impl<'a, N: 'a> Holder<'a, N> for Impl<N> {
    type Items = std::slice::Iter<'a, N>;

    fn items(&'a self) -> Self::Items {
        self.items.iter()
    }
}

fn use_holder<'a, N: 'a>(holder: impl Holder<'a, N>) {
    // COMPILE ERROR
    for item in holder.items() {

    }
}

这是错误:

error[E0309]: the parameter type `impl Holder<'a, N>` may not live long enough
  --> src/graph/test.rs:20:17
   |
19 | fn use_holder<'a, N: 'a>(holder: impl Holder<'a, N>) {
   |                                  ------------------ help: consider adding an explicit lifetime bound...: `impl Holder<'a, N> + 'a`
20 |     for item in holder.items() {
   |                 ^^^^^^
   |
note: ...so that the type `impl Holder<'a, N>` is not borrowed for too long
  --> src/graph/test.rs:20:17
   |
20 |     for item in holder.items() {
   |                 ^^^^^^

error[E0309]: the parameter type `impl Holder<'a, N>` may not live long enough
  --> src/graph/test.rs:20:24
   |
19 | fn use_holder<'a, N: 'a>(holder: impl Holder<'a, N>) {
   |                                  ------------------ help: consider adding an explicit lifetime bound...: `impl Holder<'a, N> + 'a`
20 |     for item in holder.items() {
   |                        ^^^^^
   |
note: ...so that the reference type `&'a impl Holder<'a, N>` does not outlive the data it points at
  --> src/graph/test.rs:20:24
   |
20 |     for item in holder.items() {
   |                        ^^^^^

error: aborting due to 2 previous errors; 4 warnings emitted

For more information about this error, try `rustc --explain E0309`.

我遵循编译器的建议并添加显式生命周期:

pub trait Holder<'a, N: 'a> {
    type Items: Iterator<Item=&'a N>;

    fn items(&'a self) -> Self::Items;
}

struct Impl<N> {
    items: Vec<N>
}

impl<'a, N: 'a> Holder<'a, N> for Impl<N> {
    type Items = std::slice::Iter<'a, N>;

    fn items(&'a self) -> Self::Items {
        self.items.iter()
    }
}

fn use_holder<'a, N: 'a>(holder: impl Holder<'a, N> + 'a) {
    for item in holder.items() {

    }
}

这给出了错误:

error[E0597]: `holder` does not live long enough
  --> src/graph/test.rs:20:17
   |
19 | fn use_holder<'a, N: 'a>(holder: impl Holder<'a, N> + 'a) {
   |               -- lifetime `'a` defined here
20 |     for item in holder.items() {
   |                 ^^^^^^--------
   |                 |
   |                 borrowed value does not live long enough
   |                 argument requires that `holder` is borrowed for `'a`
...
23 | }
   | - `holder` dropped here while still borrowed

我看过 this question以及其他几个与此问题无关的问题，但无法理解如何前进。

除了从 Hoder#items 返回一个 trait 对象之外，我还有哪些选择可以让 use_hodler 中的循环正常工作？

Answer 1

这实际上非常困难 - 生命周期和关联类型似乎是 Rust 中那些奇怪的角落案例之一，(还)没有得到很好的支持。如果我说我正确地理解了错误的原因，那我就是在撒谎，但是我已经设法让它工作 对于这个特定的例子 使用 Higher Ranked Trait Bounds .

你只需要改变一行:

fn use_holder<N>(holder: impl for<'a> Holder<'a, N>) {

请注意，生命周期参数已移至 for<'a> .这意味着 holder参数实现Holder<'a, N>每一个可能的生命'a , 而不是特定的 'a至少与功能一样长。

您需要使用 for<'a> ... 大多数地方你都使用了这个特性，所以它很快就会变得凌乱。更高等级的特征界限不是一个常用的特征:它非常小众并且在最常见的情况下被忽略了，所以它不会有助于提高易读性或可维护性。

我建议您更改您的架构，尽可能避免这种构造。