为什么 Rust 中作为参数传递的 &str 数组有不同的生命周期？

Question

我正在学习 Rust，并正在通过函数测试一些数组复制。我确信有内置的 Rust 函数可以复制/克隆数组信息，但我认为个人实现是一个好主意，可以帮助我理解通过函数传递引用。

fn copy_str_arr_original (a1: [&str; 60], a2: &mut [&str; 60]) {
    // copy 1 into 2
    for i in 0..60 {
        a2[i] = a1[i];
    } // change is reflected in a2 as it is passed as &mut
}

these two types are declared with different lifetimes...然而，这引发了类型本身的错误&str。经过进一步的研究，我尝试声明我自己的一生并将它们分配给它，这解决了问题！

fn copy_str_arr_fix<'a> (a1: [&'a str; 60], a2: &mut [&'a str; 60]) {
    // copy 1 into 2
    for i in 0..60 {
        a2[i] = a1[i];
    } // change is reflected in a2 as it is passed as &mut
}

但为什么会这样呢？为什么需要为数组中的值类型而不是参数本身分配生命周期？换句话说，为什么这根本不起作用？

fn copy_str_arr_bad<'a> (a1: &'a [&str; 60], a2: &'a mut [&str; 60]) {
    // does not work...           ^-----------------------^-------- different lifetimes
    for i in 0..60 {
        a2[i] = a1[i]; 
    } 
}

我仍在努力了解生命周期在更复杂的对象（例如数组和结构）的上下文中如何工作，因此任何解释将不胜感激！

Answer 1

该错误消息有点令人困惑，因为它指的是根据生命周期省略规则生成的生命周期。就您而言，终身省略意味着：

fn copy_str_arr_original(a1: [&str; 60], a2: &mut [&str; 60])

是语法糖：

fn copy_str_arr_original<'a1, 'a2_mut, 'a2>(a1: [&'a1 str; 60], a2: &'a2_mut mut [&'a2 str; 60])

换句话说，我们有三个完全不相关的生命周期。“不相关”意味着调用者可以选择与他们关联的对象的生存时间。例如， in 中的字符串a2可能是静态的并一直存在，直到程序结束，而 in 中的字符串a1可能在返回后立即被删除copy_str_arr_original()。或者反过来。如果这种程度的自由看起来可能会引起问题，那么您就走在正确的道路上，因为借用检查员同意您的观点。

请注意，有点违反直觉，'a2_mut生命周期的长度完全无关，它可以根据调用者的喜好长或短。我们的函数已收到引用，因此可以在函数作用域内使用它。生命周期告诉我们它在函数范围之外'a2_mut还能存活多久，而我们只是不关心它。

'a1又'a2是另一回事了。a1由于我们正在从to复制引用a2，因此我们实际上将内部（类型为）的引用转换为存储在（即）中的引用类型：a1&'a1 stra2&'a2 str

a2[i] = a1[i];  // implicitly casts &'a1 str to &'a2 str

为了使其有效，&'a1 str必须是的子类型&'a2 str。虽然 Rust 没有 C++ 意义上的类和子类，但它确实有涉及生命周期的子类型。从这个意义上说，如果 A 值的值保证至少与 B 的值一样长，则 A 是 B 的子类型。换句话说，'a1必须至少与 一样长'a2，这表示为'a1: 'a2。所以编译如下：

fn copy_str_arr<'a1: 'a2, 'a2, 'a2_mut>(a1: [&'a1 str; 60], a2: &'a2_mut mut [&'a2 str; 60]) {
    for i in 0..60 {
        a2[i] = a1[i];
    }
}

演员成功的另一种方法是只要求生命周期相同，就像您在copy_str_arr_fix(). （您还省略了'a2_mut生命周期，编译器将其正确解释为对不相关的匿名生命周期的请求。）