Rust 生命周期标注与借用检查器

简介

在本实验中，将介绍 Rust 中显式生命周期标注的概念，借用检查器会使用这些标注来确定引用的有效性。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

显式标注

借用检查器使用显式生命周期标注来确定引用的有效时长。在生命周期无法省略的情况下，Rust 需要显式标注来确定引用的生命周期。显式标注生命周期的语法使用一个撇号字符，如下所示：

foo<'a>
// `foo` 有一个生命周期参数 `'a`

与闭包类似，使用生命周期需要泛型。此外，这种生命周期语法表明 foo 的生命周期不能超过 'a 的生命周期。类型的显式标注形式为 &'a T，其中 'a 已经被引入。

在有多个生命周期的情况下，语法类似：

foo<'a, 'b>
// `foo` 有生命周期参数 `'a` 和 `'b`

在这种情况下，foo 的生命周期不能超过 'a 或 'b 的生命周期。

以下是显式生命周期标注的使用示例：

// `print_refs` 接受两个对 `i32` 的引用，它们具有不同的
// 生命周期 `'a` 和 `'b`。这两个生命周期都必须至少与
// 函数 `print_refs` 一样长。
fn print_refs<'a, 'b>(x: &'a i32, y: &'b i32) {
    println!("x is {} and y is {}", x, y);
}

// 一个不接受参数但有生命周期参数 `'a` 的函数。
fn failed_borrow<'a>() {
    let _x = 12;

    // 错误：`_x` 的生命周期不够长
    let y: &'a i32 = &_x;
    // 尝试在函数内部将生命周期 `'a` 用作显式类型标注
    // 将会失败，因为 `&_x` 的生命周期比 `y` 的生命周期短。
    // 短生命周期不能被强制转换为长生命周期。
}

fn main() {
    // 创建下面要借用的变量。
    let (four, nine) = (4, 9);

    // 两个变量的借用 (`&`) 被传递给函数。
    print_refs(&four, &nine);
    // 任何被借用的输入必须比借用者的生命周期长。
    // 换句话说，`four` 和 `nine` 的生命周期必须
    // 比 `print_refs` 的生命周期长。

    failed_borrow();
    // `failed_borrow` 不包含强制 `'a` 比函数生命周期长的引用，
    // 但 `'a` 更长。因为生命周期从未受到约束，所以它默认为 `'static`。
}

总结

恭喜你！你已经完成了“显式标注”实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。