Question

假设我有一个带有引用的结构，另一个带有该结构引用的结构，如下所示：

struct Image<'a> {
    pixel_data: &'a mut Vec<u8>,
    size: (i32, i32),
}

struct SubImage<'a> {
    image: &'a mut Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

结构具有几乎相同的接口，不同之处在于SubImage在转发到包含的Image引用的相应函数之前根据其偏移量调整位置参数。我希望这些结构大多可以互换，但我似乎无法弄清楚如何让生命正确。最初，我只是使用Image，并且可以简单地传递对象，而不会使用生命周期说明符：

fn main() {
    let mut pixel_data: Vec<u8> = Vec::new();
    let mut image = Image::new(&mut pixel_data, (1280, 720));
    render(&mut image);
}

fn render(image: &mut Image) {
    image.rect_fill(0, 0, 10, 10);
}

然后我创建了SubImage，并想做这样的事情：

fn render2(image: &mut Image) {
    let mut sub = SubImage {
        image: image,           // line 62
        offset: (100, 100),
        size: (600, 400),
    };

    sub.rect_fill(0, 0, 10, 10);
}

然而，这会导致编译器错误：

main.rs:62:16: 62:21 error: cannot infer an appropriate lifetime for automatic coercion due to conflicting requirements

编译器的建议是将签名更改为：

fn render2<'a>(image: &'a mut Image<'a>)

然而，这只是将问题推到了调用render2的函数，并取了&mut Image。这很烦人，因为函数调用深入了几层，当我刚刚使用Image类（也有一个引用）时，我没有做任何这样的事情，并且调整了抵消内联。

首先，我甚至不明白为什么这是必要的（诚然，我对铁锈寿命的理解是有限的）。 其次（我的主要问题），我能做些什么 SubImage 以使这些明确的生命周期不必要吗？

Answer 1

是的，这个错误可能会让人感到困惑，但这是有正当理由的。

struct SubImage<'a> {
    image: &'a mut Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

在这里，您声明对Image的引用必须与图像本身内部借用的数据一样长 - 同样使用的生命周期参数'a引用和Image的参数：&'a mut Image<'a>。

但是，render2()违反了此要求。 render2()的实际签名如下：

fn render2<'b, 'a>(image: &'b mut Image<'a>)

因此，它尝试使用SubImage创建&'b mut Image<'a>，其中'b不一定等于'a（在这种特殊情况下，它肯定不会），所以编译器纾困了。

此类签名也是您在&mut image中提供main()时调用此功能的唯一原因，因为&mut image的生命周期为image变量，但Image包含在此变量中的1}}的生命周期为pixel_data，稍长。以下代码对Rust无效，但它接近于编译器如何理解事物并且它证明了问题：

fn main() {
    'a: {
        let mut pixel_data: Vec<u8> = Vec::new();
        'b: {
            let mut image: Image<'a> = Image::new(&'a mut pixel_data, (1280, 720));
            render2::<'b, 'a>(&'b mut image);
        }
    }
}

当您将render2()声明为

时

fn render2<'a>(image: &'a mut Image<'a>)

你确实做了＆＃34;推＆＃34;上游问题 - 现在根据&mut image无法调用该函数，您现在可以看到原因 - 它需要统一'a和'b生命周期，这是不可能的因为'a长于'b。

正确的解决方案是在Image定义中使用单独的生命周期来引用Image和SubImage本身：

struct SubImage<'b, 'a:'b> {
    image: &'b mut Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

现在'b和'a的生命周期可能不同，但为了实现这一点，您必须将'a生命周期与'b绑定，即{{1}必须至少与'a一样长。这正是您的代码所需的语义。如果没有强制执行此约束，那么引用的图像可能会导致＆＃34; die＆＃34;在引用它之前超出范围，这违反了Rust的安全规则。

Answer 2

我可以对SubImage做些什么来使这些显性生命周期不必要吗？

弗拉基米尔的回答很明显，但我鼓励你稍微改变你的代码。我的许多原始代码对引用的东西都有非常相似的引用。如果你需要它，那么拥有不同的生命周期可以帮助很多。但是，我只是将Image嵌入SubImage：

struct Image<'a> {
    pixel_data: &'a mut Vec<u8>,
    size: (i32, i32),
}

struct SubImage<'a> {
    image: Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

就我而言，通过嵌套引用我并没有真正获得任何东西。直接嵌入结构会使它更大一些，但可以使访问速度更快（少一个指针追逐）。重要的是，在这种情况下，它消除了第二次生命的需要。

生命周期和对包含引用的对象的引用

2 个答案: