为什么可以从函数返回对文字的可变引用？

Question

The Rustonomicon的当前版本有这个示例代码：

use std::mem;

pub struct IterMut<'a, T: 'a>(&'a mut [T]);

impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let slice = mem::replace(&mut self.0, &mut []);
        if slice.is_empty() {
            return None;
        }

        let (l, r) = slice.split_at_mut(1);
        self.0 = r;
        l.get_mut(0)
    }
}

我特别对这一行感到困惑：

let slice = mem::replace(&mut self.0, &mut []);
//                                    ^^^^^^^ 

这个借位如何检查？如果这是一个不可变借用，RFC 1414 表示[] 右值应该具有'static 生命周期，因此不可变借用将借用检查，但示例显示可变借用！似乎必须发生以下两件事之一：

• [] 中的任何一个都是临时的（以便可以可变地使用），在这种情况下，它不会有 'static 的生命周期，也不应该借用检查；
• 或者[] 具有'static 生命周期，因此不可能进行可变借用（因为我们不保证在借用时独占访问），并且不应进行借用检查。

我错过了什么？

相关：

• Why can I return a reference to a local literal but not a variable?

  这个问题的重点是不可变引用；这个问题是关于可变的引用。

• Why is it legal to borrow a temporary?

  这个问题的重点是在函数内部获取引用；这个问题是关于返回参考。

Answer 1

TL;DR：空数组在编译器中是特殊情况，它是安全的，因为你永远不能取消引用零长度数组的指针，所以不可能有可变别名。

---

RFC 1414，右值静态提升，讨论了将值提升为static 值的机制。它有一个关于mutable references 可能扩展的部分（我的粗体字）：

可以将支持扩展到&'static mut 引用， 只要有额外的约束 引用类型的大小为零。

这再次在数组引用构造函数中具有优先权：

// valid code today
let y: &'static mut [u8] = &mut [];

规则类似：

• 如果采用对 constexpr 右值的可变引用。 (&mut <constexpr>)
• 并且 constexpr 不包含 UnsafeCell { ... } 构造函数。
• 并且 constexpr 不包含返回包含 UnsafeCell 的类型的 const fn 调用。
• 并且右值的类型是零大小的。
• 然后不是将值转换为堆栈槽，而是转换 将其放入静态内存位置并为生成的引用提供 'static 终生。

存在零大小限制是因为 别名可变引用仅对零大小类型安全 （因为您永远不会取消引用它们的指针）。

由此，我们可以看出，对空数组的可变引用目前在编译器中是特殊情况。在 Rust 1.39 中，所讨论的扩展没有被实现：

struct Zero;

fn example() -> &'static mut Zero {
    &mut Zero
}

error[E0515]: cannot return reference to temporary value
 --> src/lib.rs:4:5
  |
4 |     &mut Zero
  |     ^^^^^----
  |     |    |
  |     |    temporary value created here
  |     returns a reference to data owned by the current function

虽然数组版本确实有效：

fn example() -> &'static mut [i32] {
    &mut []
}

另见：

• Why is it legal to borrow a temporary?
• Why can I return a reference to a local literal but not a variable?