使用可变引用遍历递归结构并返回最后一个有效引用

Question

我试图递归一个节点结构，修改它们，然后返回Node我得到的最后一个。我使用非词法生命周期 RFC 中的示例解决了循环中可变引用的问题。如果我尝试将可变引用返回到 last Node，则会出现use of moved value错误：

#[derive(Debug)]
struct Node {
    children: Vec<Node>,
}

impl Node {
    fn new(children: Vec<Self>) -> Self {
        Self { children }
    }
    fn get_last(&mut self) -> Option<&mut Node> {
        self.children.last_mut()
    }
}

fn main() {
    let mut root = Node::new(vec![Node::new(vec![])]);

    let current = &mut root;

    println!("Final: {:?}", get_last(current));
}


fn get_last(mut current: &mut Node) -> &mut Node {
    loop {
        let temp = current;
        println!("{:?}", temp);

        match temp.get_last() {
            Some(child) => { current = child },
            None => break,
        }
    }

    current
}

给出这个错误

#[derive(Debug)]
struct Node {
    children: Vec<Node>,
}

impl Node {
    fn new(children: Vec<Self>) -> Self {
        Self { children }
    }
    fn get_last(&mut self) -> Option<&mut Node> {
        self.children.last_mut()
    }
}

fn main() {
    let mut root = Node::new(vec![Node::new(vec![])]);

    let current = &mut root;

    println!("Final: {:?}", get_last(current));
}


fn get_last(mut current: &mut Node) -> &mut Node {
    loop {
        let temp = current;
        println!("{:?}", temp);

        match temp.get_last() {
            Some(child) => { current = child },
            None => break,
        }
    }

    current
}

如果我返回临时值而不是破坏，我会收到错误cannot borrow as mutable more than once。

fn get_last(mut current: &mut Node) -> &mut Node {
    loop {
        let temp = current;
        println!("{:?}", temp);

        match temp.get_last() {
            Some(child) => { current = child },
            None => return temp,
        }
    }
}

error[E0382]: use of moved value: `*current`
  --> test.rs:51:5
   |
40 |         let temp = current;
   |             ---- value moved here
...
51 |     current
   |     ^^^^^^^ value used here after move
   |
   = note: move occurs because `current` has type `&mut Node`, which does not implement the `Copy` trait

如何使用可变引用遍历结构并返回最后一个Node？我已经搜索过，但我还没有找到针对这个特定问题的任何解决方案。

我不能使用通过迭代递归结构来获取可变引用，因为它给了我多次借用错误：

fn get_last(mut current: &mut Node) -> &mut Node {
    loop {
        let temp = current;
        println!("{:?}", temp);

        match temp.get_last() {
            Some(child) => current = child,
            None => current = temp,
        }
    }
    current
}

Answer 1

这确实与在迭代递归结构时无法获得可变引用不同：一次不能多次借用可变引用。如果我们查看那里的答案，稍作修改，我们可以看到它匹配一个值，并且能够返回在终端情况下匹配的值。也就是说，返回值是一个Option：

fn back(&mut self) -> &mut Option<Box<Node>> {
    let mut anchor = &mut self.root;

    loop {
        match {anchor} {
            &mut Some(ref mut node) => anchor = &mut node.next,
            other => return other, // transferred ownership to here
        }
    }
}

您的情况因两个方面而变得复杂：

1. 缺乏非词汇生命周期。

2. 您想在一种情况下（有孩子）而不是在另一种情况下（没有孩子）采用可变引用并“放弃”这一事实。这在概念上与此相同：

   fn maybe_identity<T>(_: T) -> Option<T> { None }
   
   fn main() {
       let name = String::from("vivian");
   
       match maybe_identity(name) {
           Some(x) => println!("{}", x),
           None => println!("{}", name),
       }
   }
   

   编译器无法判断该None案例可以（非常理论上）继续使用name.

直接的解决方案是明确地编码这个“取回”动作。我们创建了一个&mut self在没有孩子的情况下返回 的枚举，一个返回该枚举的辅助方法，并重写主要方法以使用辅助方法：

enum LastOrNot<'a> {
    Last(&'a mut Node),
    NotLast(&'a mut Node),
}

impl Node {
    fn get_last_or_self(&mut self) -> LastOrNot<'_> {
        match self.children.is_empty() {
            false => LastOrNot::Last(self.children.last_mut().unwrap()),
            true => LastOrNot::NotLast(self),
        }
    }

    fn get_last(mut current: &mut Node) -> &mut Node {
        loop {
            match { current }.get_last_or_self() {
                LastOrNot::Last(child) => current = child,
                LastOrNot::NotLast(end) => return end,
            }
        }
    }
}

请注意，我们正在使用从 HashMap 或 Vec 返回引用中公开的所有技术会导致借用持续超出其所在的范围？并且在迭代递归结构时无法获得可变引用：一次不能多次借用可变引用。

通过正在进行的 NLL 重新实现，我们可以get_last_or_self稍微简化一下以避免布尔值：

fn get_last_or_self(&mut self) -> LastOrNot<'_> {
    match self.children.last_mut() {
        Some(l) => LastOrNot::Last(l),
        None => LastOrNot::NotLast(self),
    }
}

Polonius 的最终版本应该允许将整个问题简化为一个非常简单的形式：

fn get_last(mut current: &mut Node) -> &mut Node {
    while let Some(child) = current.get_last() {
        current = child;
    }

    current
}

也可以看看：

• 从 HashMap 或 Vec 返回引用会导致借用持续超出其所在的范围吗？
• 迭代递归结构时无法获得可变引用：一次不能多次借用可变引用