Rust 生命周期错误预期的具体生命周期，但发现绑定生命周期

Question

我在处理结构的生命周期参数时遇到问题。我不是 100% 确定如何描述这个问题，但我创建了一个简单的案例来显示我的编译时错误。

struct Ref;

struct Container<'a> {
  r : &'a Ref
}

struct ContainerB<'a> {
  c : Container<'a>
}

trait ToC {
  fn to_c<'a>(&self, r : &'a Ref) -> Container<'a>;
}

impl<'a> ToC for ContainerB<'a> {
  fn to_c(&self, r : &'a Ref) -> Container<'a> {
    self.c
  }
}

我遇到的错误是

test.rs:16:3: 18:4 error: method `to_c` has an incompatible type for trait: expected concrete lifetime, but found bound lifetime parameter 'a
test.rs:16   fn to_c(&self, r : &'a Ref) -> Container<'a> {
test.rs:17     self.c
test.rs:18   }
test.rs:16:48: 18:4 note: expected concrete lifetime is the lifetime 'a as defined on the block at 16:47
test.rs:16   fn to_c(&self, r : &'a Ref) -> Container<'a> {
test.rs:17     self.c
test.rs:18   }
error: aborting due to previous error

我尝试了很多变体，但无法编译这个东西。我在这里找到了另一个帖子（How to fix: expected concrete lifetime, but found bound lifetime parameter），但似乎是为了解决问题而不是解决问题。我真的不明白为什么问题甚至起源。 &Ref 是通过移动传递的，所以它应该可以正常工作吗？

有什么想法吗？感谢大家的帮助。

Answer 1

让我们比较一下这两个定义。一、trait方法：

fn to_c<'a>(&self, r: &'a Ref) -> Container<'a>;

以及实现：

fn to_c(&self, r: &'a Ref) -> Container<'a>;

看到区别了吗？后者没有<'a>。 <'a> 已在别处指定；它具有相同名称这一事实并不重要：它完全是另一回事。

从功能上讲，您的 trait 定义表明返回的容器内部将包含来自 r 的引用，但 没有来自 self 的引用。它可以在方法内部使用self，但它可能不会在返回值中存储对它的任何引用。

但是，您的方法定义使用 'a 将 r 的生命周期和返回的 Container 与 self 联系起来（即，与对象本身，而不是引用 - @ 中的 ρ₂ 987654333@——这是一个微妙但有时显着的差异），而特征定义没有这种联系。

可以通过在实现中的方法定义中插入<'a> 来使两者匹配。但请记住，这会使'a 与ContainerB<'a> 重叠； 不同一个'a！我们最好给它另一个名字；为方便起见，我将反过来进行更改，在 impl 而不是方法上进行更改（两者都可以）：

impl<'b> ToC for ContainerB<'b> {
    fn to_c<'a>(&self, r: &'a Ref) -> Container<'a> {
        self.c
    }
}

但是现在你当然有一个问题：返回值是Container<'b> 类型（因为这是ContainerB<'b> 中的字段c），但是你的签名需要Container<'a>（使用引用的东西来自r，而不是来自self）。

解决它的一种方法是在特征定义和实现中将&self 的生命周期指定为'a；在实现中，这将要求'b 大于或等于'a（因为您已经成功地将生命周期'a 引用到生命周期'b 的对象，并且对象必须比引用长），因此由于子类型（'a 是 'b 的子类型）Container<'b> 将被安全地强制转换为 Container<'a>。

如果您不熟悉这些生活问题，则很难考虑它们；但随着时间的推移，它们会变得很自然。