Question

我有一个内部可变性的结构。

use std::cell::RefCell;

struct MutableInterior {
    hide_me: i32,
    vec: Vec<i32>,
}
struct Foo {
    //although not used in this particular snippet,
    //the motivating problem uses interior mutability
    //via RefCell.
    interior: RefCell<MutableInterior>,
}

impl Foo {
    pub fn get_items(&self) -> &Vec<i32> {
        &self.interior.borrow().vec
    }
}

fn main() {
    let f = Foo {
        interior: RefCell::new(MutableInterior {
            vec: Vec::new(),
            hide_me: 2,
        }),
    };
    let borrowed_f = &f;
    let items = borrowed_f.get_items();
}

产生错误：

error[E0597]: borrowed value does not live long enough
  --> src/main.rs:16:10
   |
16 |         &self.interior.borrow().vec
   |          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ temporary value does not live long enough
17 |     }
   |     - temporary value only lives until here
   |
note: borrowed value must be valid for the anonymous lifetime #1 defined on the method body at 15:5...
  --> src/main.rs:15:5
   |
15 | /     pub fn get_items(&self) -> &Vec<i32> {
16 | |         &self.interior.borrow().vec
17 | |     }
   | |_____^

问题在于，Foo上的函数无法返回借用的vec，因为借用的vec仅在Ref的生命周期内有效}，但Ref立即超出范围。

我认为Ref必须坚持because：

RefCell<T>使用Rust的生命周期来实现“动态借用”，这是一个可以声称对内在值进行临时，独占，可变访问的过程。 RefCell<T>的借位在运行时被跟踪，不像Rust的本机引用类型，它们在编译时被完全静态跟踪。因为RefCell<T>借用是动态的，所以可以尝试借用已经可变借用的值;当发生这种情况时，会导致任务恐慌。

现在我可以编写一个这样的函数来返回整个内部：

pub fn get_mutable_interior(&self) -> std::cell::Ref<MutableInterior>;

但是，这可能会公开MutableInterior.hide_me的私有实现细节字段（在此示例中为Foo）。

理想情况下，我只想公开vec本身，可能会有一个守卫来实现动态借用行为。然后，来电者无需了解hide_me。

Answer 1

您可以创建一个类似于Ref<'a,T>返回的RefCell::borrow()保护的新结构，以包装此Ref并避免它超出范围，如下所示：

use std::cell::Ref;

struct FooGuard<'a> {
    guard: Ref<'a, MutableInterior>,
}

然后，您可以为它实现Deref特征，以便它可以像&Vec<i32>一样使用：

use std::ops::Deref;

impl<'b> Deref for FooGuard<'b> {
    type Target = Vec<i32>;

    fn deref(&self) -> &Vec<i32> {
        &self.guard.vec
    }
}

之后，更新您的get_items()方法以返回FooGuard实例：

impl Foo {
    pub fn get_items(&self) -> FooGuard {
        FooGuard {
            guard: self.interior.borrow(),
        }
    }
}

和Deref有魔力：

fn main() {
    let f = Foo {
        interior: RefCell::new(MutableInterior {
            vec: Vec::new(),
            hide_me: 2,
        }),
    };
    let borrowed_f = &f;
    let items = borrowed_f.get_items();
    let v: &Vec<i32> = &items;
}

Answer 2

您可以使用Ref::map（自Rust 1.8起）来创建全新的类型。结果与Levans' existing answer相同：

use std::cell::Ref;

impl Foo {
    pub fn get_items(&self) -> Ref<'_, Vec<i32>> {
        Ref::map(self.interior.borrow(), |mi| &mi.vec)
    }
}

您还可以使用impl Trait之类的新功能从API中隐藏Ref：

use std::cell::Ref;
use std::ops::Deref;

impl Foo {
    pub fn get_items(&self) -> impl Deref<Target = Vec<i32>> + '_ {
        Ref::map(self.interior.borrow(), |mi| &mi.vec)
    }
}

Answer 3

您可以将Vec包裹在Rc中。

use std::cell::RefCell;
use std::rc::Rc;

struct MutableInterior {
    hide_me: i32,
    vec: Rc<Vec<i32>>,
}
struct Foo {
    interior: RefCell<MutableInterior>,
}

impl Foo {
    pub fn get_items(&self) -> Rc<Vec<i32>> {
        self.interior.borrow().vec.clone() // clones the Rc, not the Vec
    }
}

fn main() {
    let f = Foo {
        interior: RefCell::new(MutableInterior {
            vec: Rc::new(Vec::new()),
            hide_me: 2,
        }),
    };
    let borrowed_f = &f;
    let items = borrowed_f.get_items();
}

当您需要突变Vec时，请使用Rc::make_mut获取对Vec的可变引用。如果还有其他Rc个指向Vec的引用，make_mut会将Rc与其他Rc分离，则克隆Vec并更新自身以引用该新Vec，然后为您提供可变的引用。这样可以确保其他Rc中的值不会突然改变（因为Rc本身不提供内部可变性）。

如何在不破坏封装的情况下返回对RefCell内部内容的引用？

3 个答案: