如何解决Rust中的“返回引用当前函数拥有的数据的值”错误？

Question

我正在尝试对生成随机表达式的二叉树进行编码。我需要随机数和一组函数。我收到一个向量，其中包含树中表达式的功能和深度。在运算符向量中，我还包括一个“ ELEM”字符串，该字符串用于从向量中选择一个随机元素，然后将其更改为浮点型。

似乎我仍然不了解借用，移动和所有权的确切用途，因为它是递归函数，它显示错误，指出值已借用并且无法返回局部变量。

use rand::Rng;

struct Expression_Node<'a> {
    val: &'a str,
    left: Option<Box<Expression_Node<'a>>>,
    right: Option<Box<Expression_Node<'a>>>,
}

fn Create_Expression(
    operators: Vec<&str>,
    p: i32,
) -> std::option::Option<std::boxed::Box<Expression_Node<'_>>> {
    if p == 0 {
        let value = String::from(rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string());
        let value2: &str = value.as_ref();
        //println!("{:?}", value);
        let new_node = Expression_Node {
            val: value2,
            left: None,
            right: None,
        };
        return Some(Box::new(new_node));
    }
    let value: &str = *rand::thread_rng().choose(&operators).unwrap();
    println!("VAL: {:?}", value);
    if value == "ELEM" {
        let value = rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string();
    }

    let new_node = Expression_Node {
        val: value,
        left: Create_Expression(operators.clone(), p - 1),
        right: Create_Expression(operators.clone(), p - 1),
    };
    return Some(Box::new(new_node));
}

错误：

use rand::Rng;

struct Expression_Node<'a> {
    val: &'a str,
    left: Option<Box<Expression_Node<'a>>>,
    right: Option<Box<Expression_Node<'a>>>,
}

fn Create_Expression(
    operators: Vec<&str>,
    p: i32,
) -> std::option::Option<std::boxed::Box<Expression_Node<'_>>> {
    if p == 0 {
        let value = String::from(rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string());
        let value2: &str = value.as_ref();
        //println!("{:?}", value);
        let new_node = Expression_Node {
            val: value2,
            left: None,
            right: None,
        };
        return Some(Box::new(new_node));
    }
    let value: &str = *rand::thread_rng().choose(&operators).unwrap();
    println!("VAL: {:?}", value);
    if value == "ELEM" {
        let value = rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string();
    }

    let new_node = Expression_Node {
        val: value,
        left: Create_Expression(operators.clone(), p - 1),
        right: Create_Expression(operators.clone(), p - 1),
    };
    return Some(Box::new(new_node));
}

Answer 1

代码最大的问题是&str在ExpressionNode. 最简单的解决方法是将其更改为String. 您可以在下面看到对此的修复。这也允许删除所有生命周期注释。

该代码中还有第二个很重要的修复。

let value: &str = *rand::thread_rng().choose(&operators).unwrap();
if value == "ELEM"{
    let value = rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string();
}

应该更新value，所以 if 内的赋值不应包含let，第一个赋值应该是let mut value.

如果您对切换到 a 时发生的所有分配不满意String，您还有另外两个选择 - 使用Cow字符串或使用枚举作为包含的值类型，以便它可以包含字符串或浮点数，例如 - val: Either<&str, f64>（在这个答案的末尾有一个使用它的版本）。

基于字符串的版本：

use rand::Rng;

#[derive(Debug)]
struct ExpressionNode {
    val: String,
    left: Option<Box<ExpressionNode>>,
    right: Option<Box<ExpressionNode>>,
}

fn create_expression(operators: &[&str], p: i32) -> Option<Box<ExpressionNode>> {
    if p == 0 {
        let value = String::from(rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string());
        let new_node = ExpressionNode {
            val: value,
            left: None,
            right: None,
        };
        return Some(Box::new(new_node));
    }
    let mut value = rand::thread_rng().choose(&operators).unwrap().to_string();
    if value == "ELEM" {
        value = rand::thread_rng().gen::<f64>().to_string();
    }

    let new_node = ExpressionNode {
        val: value,
        left: create_expression(operators.clone(), p - 1),
        right: create_expression(operators.clone(), p - 1),
    };
    Some(Box::new(new_node))
}

fn main() {
    let v = vec!["a", "b", "c", "ELEM"];
    let tree = create_expression(&v, 3);
    println!("tree = {:?}", tree)
}

为了比较，这是一个使用的版本Either<&str, f64>：

use either::Either;
use rand::Rng;

#[derive(Debug)]
struct ExpressionNode<'a> {
    val: Either<&'a str, f64>,
    left: Option<Box<ExpressionNode<'a>>>,
    right: Option<Box<ExpressionNode<'a>>>,
}

fn create_expression<'a>(operators: &[&'a str], p: i32) -> Option<Box<ExpressionNode<'a>>> {
    if p == 0 {
        let value = rand::thread_rng().gen::<f64>();
        let new_node = ExpressionNode {
            val: Either::Right(value),
            left: None,
            right: None,
        };
        return Some(Box::new(new_node));
    }
    let v = *rand::thread_rng().choose(&operators).unwrap();
    let value = if v == "ELEM" {
        Either::Right(rand::thread_rng().gen::<f64>())
    } else {
        Either::Left(v)
    };

    let new_node = ExpressionNode {
        val: value,
        left: create_expression(operators.clone(), p - 1),
        right: create_expression(operators.clone(), p - 1),
    };
    Some(Box::new(new_node))
}

fn main() {
    let v = vec!["a", "b", "c", "ELEM"];
    let tree = create_expression(&v, 3);
    println!("tree = {:?}", tree)
}