Question

我感到愚蠢的是，浏览了marker section Rust文档和维基百科关于subtyping和variance多次的文章而没有提高我对生命周期子类型关系的理解。

我认为我只是习惯于“典型的OOP风格”子类关系，例如“Cat＆lt ;: Animal”，意思是“Cat是动物的子类型”，其中“S是T的子类型”意味着“任何术语” S可以安全地用于期望类型为T的术语“。到目前为止一切都很好。

但这如何适用于生命？现在在Rust中定义的方式显然是（*）

（＃1）'a＆lt;：'b＆lt; =＆gt;寿命a不等于寿命b。

你可能会想“当然这意味着什么！”可能是因为＆lt;：看起来类似于小于运算符，或者可能是因为“sub”让你想到子集，更短的寿命肯定是更长寿命的一个子集。但是'如果'a'不是'b'，那么'b'真的是一个子类型让我们尝试应用维基百科对子类型关系的定义：

（＃2）'a＆lt;：'b＆lt; =＆gt;生命周期a可以安全地用于预期寿命为b的环境中。

我遇到的问题是我无法调和此问题。你是如何从＃2到＃1的？因为对我而言，这似乎是一个矛盾...如果你期望某事至少是活着的b并且你有一个比b短的东西，你显然不能在那些有生命周期的东西中使用它是必需的，可以吗？它只是我还是我们得到了生命周期的子类型关系错误？

编辑：（*）根据#rust IRC频道中的Ms2ger，情况就是如此。它也适用于Items迭代器中使用的逆变寿命标记的文档。

Edit2：已删除ContravariantLifetime和CovariantLifetime标记。我们现在PhantomData模块中有{{1}}作为替代。

Answer 1

免责声明：我不是一个CS大师，所以这个答案将集中在实践概念上，我甚至不会尝试将其与理论概念联系起来，以免弄得一团糟。

我认为问题是尝试将子类型概念应用于非类型的东西。

'a是一生
&'a T是一种类型

您可以比较&'a T和&'b U并查看它们是否服从子类型关系，但是您无法在摘要中建立两个生命周期的子类型关系，因为：

有时，为了可替代，新生命周期必须更大而不是替换生命周期。
有时，为了可替代，新生命周期必须小于替换生命周期。

我们可以通过两个简单的例子来检查这一点。

第一个例子可能是最简单的：如果寿命更长，可以替换生命周期！

//  Using a lifetime as a bound
struct Reference<'a, T>
    where T: 'a
{
    data: &'a T
}

fn switch<'a, 'b, T>(r: &mut Reference<'a, T>, new: &'b T)
    where 'b: 'a
{
    r.data = new;
}

这里，编译器只允许替换，如果'b至少与'a一样长，它由生命周期绑定'b: 'a表示。这是因为Rust憎恨悬空引用，因此容器只能包含对比它更长的对象的引用。

当用作保证时，更长的生命周期是较短生命周期的子类型，可以替代它。这提示@aturon提到，在这种用法中'static是所有生命周期的子类型。

第二个例子有点棘手：如果生命周期较小，可以取代生命周期！

让我们从以下开始：

struct Token;

fn restrict<'a, 'b, T>(original: &'a T, _: &'b Token) -> &'b T
    where 'a: 'b
{
    original
}

以下用法是正确的：

fn main() {
    let i = 4;

    {
        let lesser = Token;
        let k = restrict(&i, &lesser);
        println!("{}", k);
    }
}

我们之前的演示说我们可以用更长的寿命代替较小的寿命：

fn main() {
    let greater = Token;
    let j;  // prevent unification of lifetimes

    {
        let i = 4;
        j = restrict(&i, &greater);
    }
    println!("{}", j);
}

error: `i` does not live long enough
j = restrict(&i, &greater);

当用作约束时，较短的生命周期是更长寿命的子类型，可以替代它。在这种用法中，'static是所有生命周期的超类型。

因此，生命之间没有单一的子类型关系，因为它们有两个截然相反的目的！

概括说明：

用作保证时：greater <: lesser
用作约束时：lesser <: greater

注意：有些生命周期可以同时作为保证和约束。

苦苦挣扎于Rust的生命周期的子类型关系

1 个答案: