【问题标题】：Why is a lifetime needed when implementing a trait on a reference type if the lifetime is otherwise unused, in Rust < 1.31?在 Rust < 1.31 中，如果生命周期未被使用，为什么在引用类型上实现特征时需要生命周期？
【发布时间】：2015-08-05 15:14:00
【问题描述】：

我正在使用早于 1.31 的 Rust 实现引用类型的特征。 当我告诉 Rust 为什么引用类型实现 trait 时，为什么 Rust 需要明确的生命周期？

这是一个简单的例子。一个结构Inches，一个实现 Add 特征为 &Inches，以及使用该实现的函数。

初始示例

(Rust playground link)

use std::ops::Add;

struct Inches(i32);

// this would work: impl<'b> Add for &'b Inches
impl Add for &Inches {
    type Output = Inches;

    fn add(self, other: &Inches) -> Inches {
        let &Inches(x) = self;
        let &Inches(y) = other;

        Inches(x + y)
    }
}

// lifetime specifier needed here because otherwise 
// `total = hilt + blade` doesn't know whether `total` should live
// as long as `hilt`, or as long as `blade`.
fn add_inches<'a>(hilt: &'a Inches, blade: &'a Inches) {
    let total = hilt + blade;
    let Inches(t) = total;
    println!("length {}", t);
}

fn main() {
    let hilt = Inches(10);
    let blade = Inches(20);

    add_inches(&hilt, &blade);
}

编译失败并出现以下错误：

error: missing lifetime specifier [E0106]
    impl Add for &Inches {
                 ^~~~~~~

我添加了缺少的生命周期说明符（仍然无法编译）

// was: impl Add for &Inches {
impl Add for &'b Inches {
    ...
}

编译错误：

error: use of undeclared lifetime name `'b` [E0261]
    impl Add for &'b Inches {

我在`impl` 上声明了生命周期（现在它可以编译了）

(Rust playground link)

// was: impl Add for &'b Inches {
impl<'b> Add for &'b Inches {
    ...
}

这终于可以正确编译了。

我的问题

为什么impl Add for &Inches中的&Inches被认为缺少一个寿命说明符？告诉编译器解决什么问题这个 Add 方法适用于&Inches，带有一些未指定的非静态生命周期'b，然后在任何地方都不要提及那个生命周期还有吗？

【问题讨论】：

'b 的生命周期在 + 操作中作为 'a 提供（当然是在编译时），允许编译器强制/确保 'b 到 'a 的生命周期要求，并且然后到main中的变量，对吗？因此，'b 本身并没有被使用，它是调用者（传递地）必须遵守的要求的表达。
您的问题已经说明了它适用于哪个版本：我正在为引用类型实现一个特征使用 Rust 1.30。

标签： rust lifetime

【解决方案1】：

Rust 1.31 及更高版本

原因很简单：直到 Rust 1.31 才实现。

现在，初始示例编译，您可以编写 impl Add for &Inches 而不是 impl<'b> Add for &'b Inches。这是因为 1.31.0 stabilized new lifetime elision rules.

Rust 1.31 之前

如果您查看RFC for lifetime elision，您会发现应该涵盖您的用例：

impl Reader for BufReader { ... }                       // elided
impl<'a> Reader for BufReader<'a> { .. }                // expanded

但是，我在操场上和it doesn't work 尝试过。原因是it's not implemented yet。

对于这种情况，我 grep 了 Rust 的源代码，但令人惊讶的是它们很少。我只能在原生类型上找到Add 的这一系列实现：

impl Add<u8> for u8
impl<'a> Add<u8> for &'a u8
impl<'a> Add<&'a u8> for u8
impl<'a, 'b> Add<&'a u8> for &'b u8

如您所见，这里的生命周期都是明确的；没有省略发生。

对于您的具体问题，我相信您必须坚持使用明确的生命周期，直到 RFC 实现完成！

【讨论】：