为啥我不需要显式借出一个借来的可变变量？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为啥我不需要显式借出一个借来的可变变量？

【英文标题】：Why do I not need to explicitly lend a borrowed, mutable variable?为什么我不需要显式借出一个借来的可变变量？

【发布时间】：2015-08-05 18:58:54

【问题描述】：

我刚刚编写了一个小的 Rust 程序，它计算斐波那契数并记忆计算。它有效，但我对为什么有点困惑，尤其是递归调用。 （它也可能不是惯用的。）

这是程序：

use std::collections::HashMap;

fn main() 
    let n = 42; // hardcoded for simplicity
    let mut cache = HashMap::new();
    let answer = fib(n, &mut cache);
    println!("fib of  is ", n, answer);


fn fib(n: i32, cache: &mut HashMap<i32,i32>) -> i32 
    if cache.contains_key(&n) 
        return cache[&n];
     else 
        if n < 1  panic!("must be >= 1") 

        let answer = if n == 1 
            0
         else if n == 2 
            1
         else 
            fib(n - 1, cache) + fib(n - 2, cache)
        ;
        cache.insert(n, answer);
        answer
    

我是这样理解发生了什么的：

在main 中，let mut cache 的意思是“我希望能够改变这个哈希图（或重新分配变量）”。 当main 调用fib 时，它通过&mut cache 说“我借给你这个，你可以改变它。” 在fib 的签名中，cache: &mut Hashmap 的意思是“我希望被借出一个可变的 HashMap - 借用它并获得变异许可”

（如果我错了，请纠正我。）

但是当fib 递归调用fib(n -1, cache) 时，我不需要使用fib(n -1, &mut cache)，如果这样做我会得到一个错误：“不能借用不可变的局部变量cache as mutable”。嗯？它不是一个不可变的局部变量，而是一个可变的借用 - 对吧？

如果我尝试fib(n - 1, &cache)，我会得到一个稍微不同的错误：

error: mismatched types:
expected `&mut std::collections::hash::map::HashMap<i32, i32>`,
   found `&&mut std::collections::hash::map::HashMap<i32, i32>`

这看起来像是在说“我期望一个可变引用并得到一个可变引用的引用”。

我知道fib 在递归调用中借出，因为如果它放弃所有权，之后就无法调用cache.insert。而且我知道这不是递归的特殊情况，因为如果我将fib2 定义为与fib 几乎相同，我可以让它们相互递归并且效果很好。

为什么我不需要显式借出一个借来的可变变量？

【问题讨论】：

你可以传递所有权，并让函数返回一个带有答案和缓存的元组：PlayPen

【参考方案1】：

你的三分非常准确。当编译器不允许您传递&mut cache 时，这是因为该值实际上已经被借用了。 cache 的类型是&mut HashMap<i32, i32>，因此传递&mut cache 会产生&mut &mut HashMap<i32, i32> 类型的值。只需传递 cache 就会得到预期的类型。

触发特定错误消息cannot borrow immutable local variable cache as mutable，因为变量cache 本身不是可变的，即使它指向的内存（HashMap）是可变的。这是因为参数声明 cache: &mut HashMap<i32, i32> 没有声明 mut 变量。这类似于let 在可变性方面与let mut 的不同之处。 Rust 确实支持可变参数，在这种情况下看起来像 mut cache: &mut HashMap<i32, i32>。

【讨论】：

嗯。我不知道我可以在不可变变量中有一个可变值。你确定吗？ let mut cache = 使两者都可变 - 有没有办法只声明结构可变？另外，如果我将cache = &mut HashMap::new(); 添加到fib 的顶部，我会得到一个生命周期错误，但不会出现“你不能重新分配这个变量”错误。

另外：有趣的是“这是一个可变借用”是通过一个类型来检查的。谢谢你帮助我理解。 :)

@NathanLong 您确实可以在不可变变量中拥有可变引用。这是因为 Rust 只需要可变引用是唯一的：没有其他代码可以读取或修改该值。它是编译器借用检查器的一部分，以确保所有&mut 都保证是唯一的（& 不需要相同）。由于变量始终是唯一的（因为您拥有它们），所以不可变的 &mut 引用仍然是唯一的，因此可以对其进行修改。您可能还想查看this。 :)

啊，当然。 main 可能有一个 it 打算改变的哈希值，但将它不可变地借给print - “我只是允许你阅读这个，而不是修改它”。

【参考方案2】：

在您的函数中，cache 是外部HashMap 的引用。如果你仍然写& mut cache，你是在尝试改变一个引用，而不是原来的HashMap。