为什么 Rust 允许返回当前函数拥有的引用？

Question

我正在学习 Rust 的生命周期/所有权概念，并想解释 Rust (rustc 1.37.0) 中的以下行为。

对于这样的程序：

#[derive(Debug)]
struct Book {
    price: i32,
}

fn main() {
    let book1 = Book {price: 12};
    let cheaper_book = choose_cheaper(&book1);
    println!("{:?}", cheaper_book);
}

fn choose_cheaper(b1: &Book) -> &Book {
    if b1.price < 15 {
        b1
    } else {
        let cheapest_book = Book {price: 0};
        &cheapest_book
    }
}

生锈报告：

17 |   &cheapest_book
   |   ^^^^^^^^^^^^^^ returns a reference to data owned by the current function

我可以理解这个错误，因为变量cheapest_book是价格为0的书的所有者，它会在这个函数结束时被删除，所以返回的引用将在此之后变得无效。但是如果我将choose_cheaper 函数更改为，我很难解释为什么允许以下内容：

fn choose_cheaper(b1: &Book) -> &Book {
    if b1.price < 15 {
        b1
    } else {
        let cheapest_book = &Book {price: 0};
        cheapest_book
    }
}

有人能给我一些启示吗？谢谢。

Answer 1

在let cheapest_book = &Book {price: 0}; 行中，Book不是Book 类型的“新”实例。每次调用此函数时，它都会返回对 Book 类型的 same 实例的引用，该引用将存储在可执行文件的只读数据部分（或者，从技术上讲，数据如果它包含 Cell 或 AtomicUsize 或类似的部分）。

在这种情况下，我们可以将代码“扩展”为更明确的内容：

static GLOBAL_BOOK: Book = Book { price: 0 };

fn choose_cheaper<'a>(b1: &'a Book) -> &'a Book {
    if b1.price < 15 {
        b1
    } else {
        let cheapest_book = &GLOBAL_BOOK;
        cheapest_book
    }
}

请注意，对GLOBAL_BOOK 的引用实际上可能是&'static Book，但&'a Book 是它的超类型，因此可以将静态引用作为'a 引用返回。

如果这看起来很奇怪，请考虑这正是字符串文字所发生的情况；他们只是没有明确的& 字符：在let foo = "string!"; 之后，foo 是一个&'static str，它引用了可执行文件的只读部分中的一些数据，而不是本地对象。因此，您也可以在返回&'a str 的函数中为任何'a 编写return "string!";。

rust 是否会进行这种转换的规则是每当你“构造”一个​​对象时（使用元组语法，或结构或枚举或联合初始化语法，或数字或字符串文字，或它们的任何组合 - 不 函数调用 new() 或任何其他函数）在 & 后面，它们将成为匿名静态。所以实际上&&1_u32 是一个'static 对静态'static 的引用对静态u32 的引用。