编写一个泛型函数,该函数将可迭代容器作为Rust中的参数

Question

我想编写一个通用的函数,它接受任何不可改变借来的迭代容器如数组,Vec,BTreeSet,等.由于这个功能是我实现一个特质的一部分,我不能改变它的签名,所以它不是可以直接将迭代器作为参数,我也不能将任何生命周期参数引入函数签名.

上下文

我试图在Rust中实现观察者模式.观察者和观察者看起来如下:

struct Observable<T> {
    value: T,
}

impl<T> Observable<T> {
    pub fn get(&self) -> &T {
        &self.value
    }
}

trait Observer<T> {
    fn update(&self, &Observable<T>);
}

(省略了与我的问题无关的一些功能)

现在我的目标是编写一个可以与任意可迭代容器一起使用的观察器,该容器包含可以赋值的项.它应该跟踪容器中项目的值的总和,因此保持当前的总和以及计算任何项目的值的函数.它应该实现Observer特征,以​​便每次容器更改时都可以更新总和.

use std::cell::RefCell;

struct SumObserver<T> {
    current_sum: RefCell<i64>,
    get_value: Fn(&T) -> i64,
}

到目前为止的方法

我试图让update函数编译很长一段时间都没有成功.以下是我尝试过的函数版本之一:

impl<'a, T, L> Observer<L> for SumObserver<T>
where
    &'a L: IntoIterator<Item = &'a T>,
{
    fn update(&self, observable: &Observable<L>) {
        let mut sum: i64 = 0;
        for item in observable.get() {
            sum += (self.get_value)(item);
        }
        *self.current_sum.borrow_mut() = sum;
    }
}

但是,编译器抱怨两种参数类型T并且L可能不够长寿:

error[E0309]: the parameter type `T` may not live long enough
  --> src/lib.rs:22:1
   |
22 |   impl<'a, T, L> Observer<L> for SumObserver<T>
   |   ^        - help: consider adding an explicit lifetime bound `T: 'a`...
   |  _|
   | |
23 | | where
24 | |     &'a L: IntoIterator<Item = &'a T>,
25 | | {
...  |
32 | |     }
33 | | }
   | |_^
   |
note: ...so that the reference type `&'a T` does not outlive the data it points at
  --> src/lib.rs:22:1
   |
22 | / impl<'a, T, L> Observer<L> for SumObserver<T>
23 | | where
24 | |     &'a L: IntoIterator<Item = &'a T>,
25 | | {
...  |
32 | |     }
33 | | }
   | |_^

如果整个函数体被注释掉,则错误消息甚至保持不变.如果我也删除where-clause,编译工作.

如果我遵循编译器的建议,为参数类型添加显式生存期限:

impl<'a, T: 'a, L: 'a> Observer<L> for SumObserver<T>

编译器给出以下错误:

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for autoref due to conflicting requirements
  --> src/lib.rs:28:32
   |
28 |         for item in observable.get() {
   |                                ^^^
   |
note: first, the lifetime cannot outlive the anonymous lifetime #2 defined on the method body at 26:5...
  --> src/lib.rs:26:5
   |
26 | /     fn update(&self, observable: &Observable<L>) {
27 | |         let mut sum: i64 = 0;
28 | |         for item in observable.get() {
29 | |             sum += (self.get_value)(item);
30 | |         }
31 | |         *self.current_sum.borrow_mut() = sum;
32 | |     }
   | |_____^
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src/lib.rs:28:21
   |
28 |         for item in observable.get() {
   |                     ^^^^^^^^^^
note: but, the lifetime must be valid for the lifetime 'a as defined on the impl at 22:6...
  --> src/lib.rs:22:6
   |
22 | impl<'a, T: 'a, L: 'a> Observer<L> for SumObserver<T>
   |      ^^
   = note: ...so that the types are compatible:
           expected std::iter::IntoIterator
              found std::iter::IntoIterator

我不明白这个函数的生命周期问题.在调用此函数的任何时候,编译器应确保借用observable至少持续到函数返回.那时,任何借款observable都超出了范围.

Answer 1

这是较高等级特征界(HRTB)的一个案例.

问题的关键是,你不希望&L实现IntoIterator<Item = &T>的一个生命周期,但对于所有的潜在寿命L可能正好有.

在这种情况下,您需要使用更高级别的特征绑定:for<'a>将负责引入生命周期名称,同时向编译器发信号通知使用它的子句应对所有可能的值有效'a.

这意味着:

impl<T, L> Observer<L> for SumObserver<T>
where
    for<'a> &'a L: IntoIterator<Item = &'a T>,
{
    fn update(&self, observable: &Observable<L>) {
        let mut sum: i64 = 0;
        for item in observable.get() {
            sum += (self.get_value)(item);
        }
        *self.current_sum.borrow_mut() = sum;
    }
}

编译(至少是孤立的).

也可以看看:

• <>语法与常规生命周期绑定有何不同？