对存储在向量中的值的引用的生命周期

Question

在以下 rust 示例中，Values 结构包含值列表，Refs 结构包含对这些值的一些引用。此代码产生编译器错误，显示在帖子底部，表明generate_ref 中self.values 的生命周期本质上必须为'a，因此即使引用用于生成@，也无法生成ref2 987654329@ 在它自己的代码块中。

pub struct Values {
    values: Vec<i32>,
}

impl<'a> Values {
    pub fn new() -> Values {
        Values { values: vec![] }
    }

    pub fn generate_ref(&mut self) -> &'a mut i32 {
        self.values.push(1);
        self.values.last_mut().unwrap()
    }
}

pub struct Refs<'a> {
    ref1: &'a mut i32,
    ref2: &'a mut i32,
}

impl<'a> Refs<'a> {
    pub fn new(values: &'a mut Values) -> Refs {
        let ref1 = { values.generate_ref() };
        let ref2 = { values.generate_ref() };
        Refs { ref1, ref2 }
    }
}

fn main() {
    let mut values = Values::new();
    let refs = Refs::new(&mut values);
    let ref3 = { values.generate_ref() };
}

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for lifetime parameter in function call due to conflicting requirements
  --> src\main.rs:12:9
   |
12 |         self.values.last_mut().unwrap()
   |         ^^^^^^^^^^^
   |
note: first, the lifetime cannot outlive the anonymous lifetime #1 defined on the method body at 10:5...
  --> src\main.rs:10:5
   |
10 | /     pub fn generate_ref(&mut self) -> &'a mut i32 {
11 | |         self.values.push(1);
12 | |         self.values.last_mut().unwrap()
13 | |     }
   | |_____^
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src\main.rs:12:9
   |
12 |         self.values.last_mut().unwrap()
   |         ^^^^^^^^^^^
note: but, the lifetime must be valid for the lifetime `'a` as defined on the impl at 5:6...
  --> src\main.rs:5:6
   |
5  | impl<'a> Values {
   |      ^^
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src\main.rs:12:9
   |
12 |         self.values.last_mut().unwrap()
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

我真正需要的是确保从generate_ref 返回的引用与存储在Values 中的值一样长。我怎样才能做到这一点？如果这不可能，是否有其他方式来构建在 Rust 中有效的代码？

编辑

有关更多上下文，这是一个简化的示例。在实际实现中，Values 持有一个bus::Bus 来向接收者广播数据。接收器由Bus 生产。各种其他结构包含接收者 (bus::BusReader) 和对广播者的引用 (&mut bus::Bus)，但每个频道只有一个广播者。

Answer 1

虽然可以使用split_at_mut 之类的方法将多个可变引用返回到Vec，但它的可扩展性不是很高，而且很少值得麻烦。推荐的解决方案是通过索引而不是通过引用来引用元素，这会从您的代码中删除所有生命周期，并使其更加简单和易于管理：

pub struct Values {
    values: Vec<i32>,
}

impl Values {
    pub fn new() -> Values {
        Values { values: vec![] }
    }

    pub fn generate_index(&mut self) -> usize {
        self.values.push(1);
        self.values.len() - 1
    }
}

pub struct Indices {
    idx1: usize,
    idx2: usize,
}

impl Indices {
    pub fn new(values: &mut Values) -> Self {
        Indices {
            idx1: values.generate_index(),
            idx2: values.generate_index(),
        }
    }
}

fn main() {
    let mut values = Values::new();
    let indicies = Indices::new(&mut values);
    let idx3 = values.generate_index();
}

上述方法的一个缺点是您永远无法从Vec 中删除元素，因为这会改变所有索引，但是可以通过使用像generational_arena 这样的板条箱来解决这个问题，就像@ 987654328@，但它返回的索引是有效的并且即使在元素被删除时仍然存在。