我可以编写一个自身发生变异然后产生对自身的引用的迭代器吗？

Question

我遇到了一个简化为以下内容的问题：

struct MyIter {
    vec: Vec<i8>,
}

fn fill_with_useful_data(v: &mut Vec<i8>) {
    /* ... */
}

impl<'a> Iterator for MyIter {
    type Item = &'a [i8];

    fn next(&mut self) -> Option<&'a [i8]> {
        fill_with_useful_data(&mut self.vec);

        Some(&self.vec)
    }
}

fn main() {
    for slice in (MyIter { vec: Vec::new() }) {
        println!("{}", slice);
    }
}

这会产生错误：

error[E0207]: the lifetime parameter `'a` is not constrained by the impl trait, self type, or predicates
 --> src/main.rs:9:6
  |
9 | impl<'a> Iterator for MyIter {
  |      ^^ unconstrained lifetime parameter

这个想法是，迭代器做了一堆反映在其字段中的工作，并且在每一步，它都会产生对调用代码的自身引用。在这种情况下，我可以将其建模为生成状态副本而不是引用，但让我们假设这是不可能的，或者只是代价高昂。

直觉上这应该不是问题，因为借用检查器可以确保不会再次调用.next()，而产生的引用仍可用于检查迭代器的状态，但Iterator trait 似乎没有直接提供这种东西。即使有一些排列，比如只在迭代器本身中保留对向量的引用，或者使迭代器成为引用或其他东西，以便更早地将生命周期烘焙到类型中，我无法通过借用检查器获得任何东西。

我阅读了“Iterators yielding mutable references”博文，但我不确定它是否/如何适用于我的不涉及可变引用的问题。

Answer 1

这是不可能的。如果允许，可以再次调用next，从而修改通过& 也可见的数据，甚至使引用完全无效。这是因为self 对象本身和返回的引用之间没有联系：没有明确的生命周期链接它们。

为了让编译器对此进行推理并允许将引用返回到self，接下来需要一个类似的签名

fn next(&'a mut self) -> Option<&'a [i8]>

然而，这与特征的签名不同，这是不允许的，因为通用代码只接受T: Iterator<...> 不能告诉对某些T 的返回值的使用有不同的要求；都必须以相同的方式处理。

Iterator trait 是为独立于迭代器对象的返回值而设计的，这对于像 .collect 这样的迭代器适配器来说是正确和安全的。对于许多用途（例如，在for 循环内的临时使用）来说，这比必要的限制更多，但目前就是这样。我认为我们现在还没有工具来正确概括这个特征/for 循环（具体来说，我认为我们需要具有更高等级生命周期的关联类型），但也许在未来。