Question

我有一个要为trait Surface: 'static实现的struct Obj<'a>。特质必须为'static，因为我想将Surface类型的对象存储在Vec<Box<Surface>>中。

第一步，我尝试了这个。

impl<'a> Surface for Obj<'a> {}

由于'static和'a之间的生命周期不匹配，因此无法使用。换句话说：Surface比Obj的寿命更长，因为Surface是'static。我对实现进行了如下更改。

impl<'a> Surface for Obj<'a> where 'a: 'static {}

据我对文档的正确理解，我正在做的是'a的寿命可能超过'static。我要这个吗？

如果我转让了Obj<'a>的所有权，编译器会告诉我Obj内部的可变引用寿命不长，并且仍然可以借用。

这是一个简短的例子。

trait Surface: 'static {}

struct Manager {
    storage: Vec<Box<Surface>>,
}

impl Manager {
    fn add(&mut self, surface: impl Surface) {
        self.storage.push(Box::new(surface));
    }
}

struct SomeOtherStruct {}

struct Obj<'a> {
    data: &'a mut SomeOtherStruct,
}

impl<'a> Obj<'a> {
    fn new(some_struct: &'a mut SomeOtherStruct) -> Self {
        Obj { data: some_struct }
    }
}

impl<'a> Surface for Obj<'a> where 'a: 'static {}

fn main() {
    let mut some_struct = SomeOtherStruct {};
    let mut manager = Manager {
        storage: Vec::new(),
    };

    let obj = Obj::new(&mut some_struct);
    manager.add(obj);
}

（Playground）

error[E0597]: `some_struct` does not live long enough
  --> src/main.rs:33:24
   |
33 |     let obj = Obj::new(&mut some_struct);
   |               ---------^^^^^^^^^^^^^^^^-
   |               |        |
   |               |        borrowed value does not live long enough
   |               argument requires that `some_struct` is borrowed for `'static`
34 |     manager.add(obj);
35 | }
   | - `some_struct` dropped here while still borrowed

换句话说，&mut some_struct是生命周期'a，但需要'static。好吧，很明显，因为some_struct生活在Obj<'a>中，所以它不可能是'static吗？

这是我要做的“ Rust like”吗？我不知道如何使它工作。它的确与生命周期混淆。我想我可以使用Rc<T>来解决这个问题，但这会使事情变得更复杂。

Answer 1

第一件事：

impl<'a> Surface for Obj<'a> where 'a: 'static {}

冗长

impl Surface for Obj<'static> {}

您正确识别了问题：

换句话说，&mut some_struct是生命周期'a，但需要'static

您需要将some_struct声明为static：

fn main() {
    static mut SOME_STRUCT: SomeOtherStruct = SomeOtherStruct {};
    // ...
    let obj = unsafe { Obj::new(&mut SOME_STRUCT) };
    //  ...
}

问题是，您不能安全地访问可变静态变量，因为它们可以同时在多线程中进行变异，这是一个问题，因此您需要unsafe。

所以不，您的代码不是“ Rust like”，但恐怕您无法用当前的体系结构进行更改。

特质必须是“静态的，因为我想将Surface类型的对象存储在Vec<Box<Surface>>中。

我不明白为什么您首先认为需要'static，例如该代码完全合法：

trait Foo {}
struct Bar;

impl Foo for Bar {}

fn main() {
    let b: Box<Foo> = Box::new(Bar);
}

Answer 2

如何为寿命为'static的结构实现寿命为'a的特征？

您没有，也没有。 'static生命周期的目的是说“在程序的整个过程中都存在的东西”。除了{em> 'a本身之外，没有任意生存期'static满足此要求。

Answer 3

@hellow's answer可以解决我的问题，但是对Rust来说，这很hacky。

在您的提示下，我找到了一种更好的解决方案，该解决方案也可以使用并且不使用unsafe。

解决方案1 

我为Manager和类型Box<Surface + 'a>指定了明确的生存期参数：

trait Surface {}

struct Manager<'a> {
    storage: Vec<Box<Surface + 'a>>,
}

impl<'a> Manager<'a> {
    fn add(&mut self, surface: impl Surface + 'a) {
        self.storage.push(Box::new(surface));
    }
}

struct SomeOtherStruct {}

struct Obj<'a> {
    data: &'a mut SomeOtherStruct,
}

impl<'a> Obj<'a> {
    fn new(some_struct: &'a mut SomeOtherStruct) -> Self {
        Obj {
            data: some_struct
        }
    }
}

impl<'a> Surface for Obj<'a> {}

fn main() {
    let mut some_struct = SomeOtherStruct{};
    let mut manager = Manager { storage: Vec::new() };

    let obj = Obj::new(&mut some_struct);
    manager.add(obj);
}

（Playground）

解决方案2

在Box<SomeOtherStruct>中存储&mut SomeOtherStruct而不是Obj。这将消除生命周期：

trait Surface {}

struct Manager {
    storage: Vec<Box<Surface>>,
}

impl Manager {
    fn add(&mut self, surface: impl Surface + 'static) {
        self.storage.push(Box::new(surface));
    }
}

struct SomeOtherStruct {}

struct Obj {
    data: Box<SomeOtherStruct>,
}

impl Obj {
    fn new(some_struct: Box<SomeOtherStruct>) -> Self {
        Obj {
            data: some_struct
        }
    }
}

impl Surface for Obj {}

fn main() {
    let some_struct = SomeOtherStruct{};
    let mut manager = Manager { storage: Vec::new() };

    let obj = Obj::new(Box::new(some_struct));
    manager.add(obj);
}

（Playground）

我认为这两种解决方案都不错。我不知道哪种解决方案更好，并且我对这种解决方案的优缺点也没有经验。对我来说（也许是因为我是一个初学者，并且仍然偏爱Rust）所以避免寿命和使用Box，Rc等更容易。

如何为具有生命周期的结构实现“具有静态生命周期的特征”？

3 个答案: