包装返回迭代器的函数时的生命周期问题答案

【问题标题】：Lifetime issue when wrapping a function returning an Iterator包装返回迭代器的函数时的生命周期问题
【发布时间】：2021-01-15 09:27:46
【问题描述】：

我正在构建一个自定义数据结构，它应该为其元素返回一个迭代器。如果简化，它可能看起来像这样：

use std::iter::{Iterator, StepBy};

// My collection which returns iterator to it's elements
pub trait MyCollection<'a, T: 'a> {
  type I: Iterator<Item = &'a T>;
  fn find_something(&'a self) -> Self::I;
}

现在，在某些情况下，我想为这个集合创建一个“包装器”，用于转换迭代器返回的元素。为了这个例子，我们假设这个包装器允许跳过原始迭代器的一些元素：

// Wrapper for a collection that allows iterating over elements with a step
pub struct StepWrapper<'a, A>(&'a A, usize);

impl<'a, T: 'a, A: MyCollection<'a, T>> MyCollection<'a, T> for StepWrapper<'a, A> {
  type I = StepBy<A::I>;
  fn find_something(&'a self) -> Self::I {
    self.0.find_something().step_by(self.1)
  }
}

// Function which takes a collection and a step value and returns a wrapped collection
fn wrap<'a, T: 'a, A: MyCollection<'a, T>>(a: &'a A, step: usize) -> impl MyCollection<'a, T> {
  StepWrapper(a, step)
}

很遗憾，在尝试使用此代码时出现编译错误：

// Example
impl<'a> MyCollection<'a, u64> for Vec<u64> {
  type I = std::slice::Iter<'a, u64>;
  fn find_something(&'a self) -> Self::I {
    return self.iter();
  }
}

fn main() {
  let collection = vec![12, 13, 14];
  let wrapped = wrap(&collection, 2);
  
  // Error now
  let result = wrapped.find_something().skip(1).next();
  //           ^^^^^^^ borrowed value does not live long enough

  println!("{}", result.unwrap());
}

我了解StepWrapper<'a, A>::find_something 要求self 的借用期限与原始收藏相同。但是我所有将集合和包装器的生命周期解耦的尝试都是无用的。本质上，包装器中的find_something 函数需要返回一个比它本身寿命更长的结果。有没有办法用 Rust 来表达？

【问题讨论】：

修复了代码。当我从self 中删除生命周期'a 时，impl<'a> MyCollection<'a, u64> for Vec<u64> 出现错误。
在 Rust 中，包装不是引用而是整个对象（按值）更容易，从而消除了处理引用的所有痛苦。如果您需要获取内部值，您可以实现这样的方法来解包它（通过引用或通过值）。

标签： rust iterator traits lifetime

【解决方案1】：

您使用的模式称为流式迭代器，不幸的是，Iterator trait 无法实现。

这是 Rust 类型系统当前的一个弱点：它缺少所谓的泛型关联类型或 GAT。有一个RFC for this language feature 和一个tracking issue。

与此同时，streaming_iterator crate 旨在提供您正在寻找的功能。

【讨论】：