生命周期参数和借用如何在函数签名中相互作用

Question

假设我在 Rust 中有一个具有以下签名的函数：

fn f<'a>(x: &'a i32) -> &'a i32;

假设我执行以下操作：

let x = 0;
let y = f(&x);

在这种情况下，Rust 借用检查器认为 y 借用 x。为什么？比“因为你在参数类型和返回类型中使用了相同的生命周期参数”更深层次的原因是什么。

Answer 1

函数签名

fn f<'a>(x: &'a i32) -> &'a i32;

表示f 返回的值是对x 参数所指内容的引用，因此它不能超过它。例如，这不起作用：

// Compile error
let y = {
    let x = 0;
    f(&x)

    // x is dropped here
};

// Here y still "exists", but x doesn't (y outlives x)

---

针对您的具体问题：

假设我执行以下操作：

let x = 0;
let y = f(&x);

在这种情况下，Rust 借用检查器认为 y 借用 x。为什么？

答案是因为f 的函数签名告诉了它。举个例子，假设我们把签名改成这样：

fn f<'a, 'b>(x: &'a i32, z: &'b i32) -> &'a i32;

然后我们像这样调用f：

let x = 0;
let z = 1;
let y = f(&x, &z);

在上面的代码中，y 借用了x，但不是z。这是因为f 的返回值有'a 的生命周期与x 的生命周期相同。

Answer 2

使用 Rustonomicon 中的语法，我们可以详细说明第二个 sn-p

let x: i32 = 0;
'a: { // definition of a lifetime (not real syntax)
    let y: &'a i32 = f::<'a>(&'a x) // &'a x is also not real, though interestingly rustc recognizes it
}

生命周期 'a 由编译器引入，因为您编写了 &，它需要知道借用将持续多长时间（请注意，您不能手动指定借用的生命周期）。函数的类型也意味着y 的类型中有'a。编译器需要找出'a 的开始和结束位置。规则是 'a 必须在您执行借用之前开始，x 在'a 期间不能移动（因为它是借用的），y 不能在 'a 之后使用（因为它的类型说所以）。如果编译器可以选择 'a 的起点和终点以使规则成立，那么它就会编译。如果不能，则有错误。 x和y之间没有直接关系；它经历了他们都与之交互的生命周期'a。例如。你不能移动x然后读*y，因为'a必须在你移动x之前和你读*y之后结束，但是这样的时间不存在。 TL;DR 将借用检查视为生命周期推断。