可变借用以解决结构持有引用问题

Question

我作为可变引用传递的结构存在问题。仅当将结构定义为保存引用时才会出现此问题。

struct Global<'a> {
    one: i32,
    two: &'a i32
}

fn do_task<'a, F, R: 'a>(global: &'a mut Global<'a>, task: F)
    where F: Fn(&'a mut Global<'a>) -> &'a R {
    let result = task(global);
}

fn one<'a>(global: &'a mut Global<'a>) -> &'a i32 {
    &global.one
}

fn two<'a>(global: &'a mut Global<'a>) -> &'a i32 {
    global.two
}

fn main() {
    let number = 2;
    let mut global = Global {
        one: 1,
        two: &number
    };
    do_task(&mut global, one);
    do_task(&mut global, two);
}

借用检查器抱怨以下内容：

error: cannot borrow `global` as mutable more than once at a time
do_task(&mut global, two);
             ^~~~~~
note: previous borrow of `global` occurs here; the mutable borrow prevents subsequent moves, borrows, or modification of `global` until the borrow ends
do_task(&mut global, one);
             ^~~~~~
note: previous borrow ends here
fn main() {
...
}
^

但是，如果我更改代码以使字段 two 不是引用，如下例所示，那么它通过了。

struct Global {
    one: i32,
    two: i32,
}

fn do_task<'a, F, R: 'a>(global: &'a mut Global, task: F)
    where F: Fn(&'a mut Global) -> &'a R {
    let result = task(global);
}

fn one<'a>(global: &'a mut Global) -> &'a i32 {
    &global.one
}

fn two<'a>(global: &'a mut Global) -> &'a i32 {
    &global.two
}

fn main() {
    let mut global = Global {
        one: 1,
        two: 2
    };
    do_task(&mut global, one);
    do_task(&mut global, two);
}

我尝试用另一个作用域包围 do_task 函数调用，但没有效果。

为什么让引用将可变借用扩展到 main 的末尾，有什么办法解决这个问题？

我正在使用rustc 1.0.0 (a59de37e9 2015-05-13) (built 2015-05-14)

Answer 1

问题是您不小心将Global 的通用生命周期参数与可变借用的生命周期绑定在一起。

当您需要&'a mut Global<'a> 时，这意味着Global 的可变借用的持续时间必须与two 中的引用一样长——因此，Global 存在的完整长度。因此，当您编写&mut global 时，您已推断为永久借用global。我会这样写，语法不是很有效，但明白了重点：

fn main() {
    'a: {
        let number: i32 + 'a = 2;
        let mut global: Global<'a> = Global {
            one: 1,
            two: &'a number,
        };
        do_task(&mut global: &'a mut Global<'a>, one);
        do_task(&mut global: &'a mut Global<'a>, two);
    }
}

每个&mut global 都在借用global，直到'a 块结束，因此第二个与第一个发生冲突。

您希望分别对待这两个生命。该函数应该绑定一个生命周期参数，而不是使用一个具体的生命周期：这是F: for<'b> Fn(&'b mut Global) -> &'b R，这样读：“F 应该，给定任意生命周期'b，实现Fn(&'b mut Global) -> &'b R”。实际的函数会在写入时去掉 Global 的生命周期参数，因此可以推断为另一个任意生命周期，如下所示：

fn one<'a>(global: &'a mut Global) -> &'a i32 {
    &global.one
}

Here’s the final result:

struct Global<'a> {
    one: i32,
    two: &'a i32
}

fn do_task<F, R>(global: &mut Global, task: F)
where F: for<'a> Fn(&'a mut Global) -> &'a R {
    let result = task(global);
}

fn one<'a>(global: &'a mut Global) -> &'a i32 {
    &global.one
}

fn two<'a>(global: &'a mut Global) -> &'a i32 {
    global.two
}

fn main() {
    let number = 2;
    let mut global = Global {
        one: 1,
        two: &number
    };
    do_task(&mut global, one);
    do_task(&mut global, two);
}