了解生命周期：最大生命周期和“静态”

Posted 2023-02-19

【中文标题】了解生命周期：最大生命周期和“静态”

【英文标题】：Understanding lifetimes: max lifetime and 'static

【发布时间】：2021-01-03 01:22:57

【问题描述】：

我对 rust 生命周期的学习过程如下所示（基于 rust 书）：

我想在引用后面的值超出范围时进行注释 通常（并非总是如此！请参阅 .data 部分，即“静态”）值位于 块中 我们注释块像 't: … 和例如struct 字段的生命周期类似于 &'t ident 具有相同的生命周期名称 t 这种理解是错误的。为什么？结构实现者很可能不知道块名称定义，并且同一结构可能有多个块名称定义。 所以't: …的定义和&'t ident的用法必须完全独立。 编译器可以轻松确定定义，因此用户无需编写't: …。程序员只需要关心&'t ident 规范部分。 编译器可以分析函数体（在 struct 的情况下：使用结构成员）并确定 &'t ident 部分。 这种理解是错误的。为什么？因为有时函数体（或结构成员的使用）尚不可用（例如，特征指定了一个函数，但未来由其他方完成）。 因此，struct 和 fn 必须分别在其结构定义或函数签名中完全指定生命周期。 规范大多遵循相同的启发式规则。所以我们引入了生命周期省略。它根据针对最常见用例的规则插入生命周期，我们可以随时选择退出。

在这一点上，我认为我的理解非常接近它的实际工作方式。但是现在，我的理解错了。让我们看一个例子：

#[derive(Debug)]
struct Stats 
  league: &str,


const NAME: &str = "rust";

fn more_difficult_league(s1: &Stats, s2: &Stats) -> &str 
  if s1.league == s2.league 
    s1.league
   else if s1.league == "php" 
    s2.league
   else 
    "C++"
  



fn main() 
  let mut st = Stats  league: name ;
  let dleague = more_difficult_league(&st, &st);
  println!("", dleague);

显然，我省略了任何生命周期规范。

结构字段的生命周期是程序的整个持续时间 ('static) 或与结构一样长的时间 (Stats<'a> 和 league: &'a str)

在函数/方法中，我们可能会得到生命周期为'a、'b、'c、...的引用。返回值的生命周期是多少？

要么是某个静态值 ('static) 要么总是相同的特定生命周期（如'c） 要么是一个特定的生命周期，要么在编译或运行时就知道。对于编译器，我们必须指定最坏情况下的生命周期max('a, 'b, 'c, …)。据我所知，这可以通过为每个引用赋予相同的生命周期来实现。

这似乎适用于以下人为的、较短的功能：

fn more_difficult_league<'a>(s1: &'a Stats, s2: &'a Stats) -> &'a str 
  if s1.league == s2.league 
    s1.league
   else 
    s2.league
  

如果我们添加一些'static返回值，最坏情况下的生命周期是max('a, 'static)，大概是'static：

fn more_difficult_league<'a>(s1: &'a Stats, s2: &'a Stats) -> &'static str 
  if s1.league == s2.league 
    s1.league
   else if s1.league == "PHP" 
    s2.league
   else 
    "C++"
  

这为s2.league 提供error[E0621]: explicit lifetime required in the type of s1 和lifetime 'static required。

我的理解在哪一点上是错误的？提前感谢您对我的包容。

免责声明： help: add explicit lifetime 'static to the type of s1: &'a Stats<'static> 可以在这里工作，但对我来说似乎是错误的。

【参考方案1】：

我会按照下面提供的方式更改您的代码。

而不是假装more_difficult_league()的结果 有一个静态生命周期（当我们提到 s1 时，情况并非如此 或s2，编译器会抱怨），我们可以引入 此结果的新生命周期注释并指定 参数的生命周期必须超过这个结果（ where 子句）。

#[derive(Debug)]
struct Stats<'a> 
    league: &'a str,


const NAME: &str = "rust";

fn more_difficult_league<'a, 'b, 'c>(
    s1: &'a Stats,
    s2: &'b Stats,
) -> &'c str
where
    'a: 'c,
    'b: 'c,

    if s1.league == s2.league 
        s1.league
     else if s1.league == "PHP" 
        s2.league
     else 
        "C++"
    


fn main() 
    let st = Stats  league: NAME ;
    let dleague = more_difficult_league(&st, &st);
    println!("", dleague);

【讨论】：

附加问题：您认为我的陈述“据我所知，这可以通过给每个引用相同的生命周期来完成”是正确的吗？

@meisterluk 我想是的，只要您在函数代码中不与此相矛盾（例如返回静态 str）。

这是有道理的。谢谢！