生命周期省略

Rust 有一些规则允许在编译器可以推断出合理的默认选择的各种地方省略生命周期。

函数中的生命周期省略

为了使常用模式更符合人机工程学，生命周期参数可以在 函数项 、 函数指针 和 闭包特型 签名中被 省略 。以下规则用于为省略的生命周期推断生命周期参数。

省略无法推断的生命周期参数是错误的。

占位符生命周期 '_ 也可以用于以相同方式推断生命周期。对于路径中的生命周期，首选使用 '_ 。

特型对象生命周期遵循不同的规则，将在 下文 讨论。

• 参数中每个省略的生命周期都成为一个独特的生命周期参数。

• 如果参数中恰好使用了一个生命周期（无论是否省略），则该生命周期将分配给 所有 省略的输出生命周期。

在方法签名中还有另一条规则

• 如果接收者的类型是 &Self 或 &mut Self ，那么指向 Self 的引用的生命周期将被分配给所有省略的输出生命周期参数。

例如：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait T {}
trait ToCStr {}
struct Thing<'a> {f: &'a i32}
struct Command;

trait Example {
fn print1(s: &str);                                   // 省略
fn print2(s: &'_ str);                                // 同样省略
fn print3<'a>(s: &'a str);                            // 展开

fn debug1(lvl: usize, s: &str);                       // 省略
fn debug2<'a>(lvl: usize, s: &'a str);                // 展开

fn substr1(s: &str, until: usize) -> &str;            // 省略
fn substr2<'a>(s: &'a str, until: usize) -> &'a str;  // 展开

fn get_mut1(&mut self) -> &mut dyn T;                 // 省略
fn get_mut2<'a>(&'a mut self) -> &'a mut dyn T;       // 展开

fn args1<T: ToCStr>(&mut self, args: &[T]) -> &mut Command;                  // 省略
fn args2<'a, 'b, T: ToCStr>(&'a mut self, args: &'b [T]) -> &'a mut Command; // 展开

fn other_args1<'a>(arg: &str) -> &'a str;             // 省略
fn other_args2<'a, 'b>(arg: &'b str) -> &'a str;      // 展开

fn new1(buf: &mut [u8]) -> Thing<'_>;                 // 省略 - 推荐做法
fn new2(buf: &mut [u8]) -> Thing;                     // 省略
fn new3<'a>(buf: &'a mut [u8]) -> Thing<'a>;          // 展开
}

type FunPtr1 = fn(&str) -> &str;                      // 省略
type FunPtr2 = for<'a> fn(&'a str) -> &'a str;        // 展开

type FunTrait1 = dyn Fn(&str) -> &str;                // 省略
type FunTrait2 = dyn for<'a> Fn(&'a str) -> &'a str;  // 展开
}

#![allow(unused)]
fn main() {
// 以下示例展示了不允许省略生命周期参数的情况。

trait Example {
// 无法推断，因为没有可供推断的参数。
fn get_str() -> &str;                                 // 非法

// 无法推断，无法确定是从第一个还是第二个参数借用的。
fn frob(s: &str, t: &str) -> &str;                    // 非法
}
}

默认特型对象生命周期

特型对象 所持有的引用的假设生命周期被称为其 默认对象生命周期界限 。这些在 RFC 599 中定义，并在 RFC 1156 中进行了修正。

当生命周期界限被完全省略时，将使用这些默认对象生命周期界限，而不是上面定义的生命周期参数省略规则。

如果使用 '_ 作为生命周期界限，那么该界限遵循通常的省略规则。

如果特型对象被用作泛型类型的类型参数，那么首先使用包含类型来尝试推断界限。

• 如果来自包含类型的界限是唯一的，那么它就是默认值

• 如果来自包含类型的界限不止一个，则必须指定显式界限

如果这两条规则都不适用，则使用特型上的界限：

• 如果特型定义时带有一个单一的生命周期 界限 ，则使用该界限。

• 如果任何生命周期界限使用了 'static ，则使用 'static 。

• 如果特型没有生命周期界限，那么在表达式中生命周期会被推断，在表达式之外则是 'static 。

#![allow(unused)]
fn main() {
// 对于以下特型...
trait Foo { }

// 这两者是相同的，因为 Box<T> 对 T 没有生命周期界限
type T1 = Box<dyn Foo>;
type T2 = Box<dyn Foo + 'static>;

// ...这些也是：
impl dyn Foo {}
impl dyn Foo + 'static {}

// ...这些也是，因为 &'a T 要求 T: 'a
type T3<'a> = &'a dyn Foo;
type T4<'a> = &'a (dyn Foo + 'a);

// std::cell::Ref<'a, T> 也要求 T: 'a，所以这些是相同的
type T5<'a> = std::cell::Ref<'a, dyn Foo>;
type T6<'a> = std::cell::Ref<'a, dyn Foo + 'a>;
}

#![allow(unused)]
fn main() {
// 这是一个错误的例子。
trait Foo { }
struct TwoBounds<'a, 'b, T: ?Sized + 'a + 'b> {
    f1: &'a i32,
    f2: &'b i32,
    f3: T,
}
type T7<'a, 'b> = TwoBounds<'a, 'b, dyn Foo>;
//                                  ^^^^^^^
// 错误：无法从上下文中推断出此对象类型的生命周期界限
}

请注意，最内层的对象设置了界限，因此 &'a Box<dyn Foo> 仍然是 &'a Box<dyn Foo + 'static> 。

#![allow(unused)]
fn main() {
// 对于以下特型...
trait Bar<'a>: 'a { }

// ...这两者是相同的：
type T1<'a> = Box<dyn Bar<'a>>;
type T2<'a> = Box<dyn Bar<'a> + 'a>;

// ...这些也是：
impl<'a> dyn Bar<'a> {}
impl<'a> dyn Bar<'a> + 'a {}
}

const和static省略

引用类型的 常量 和 静态 声明除非指定了显式生命周期，否则都具有 隐式 'static 生命周期。因此，上面涉及 'static 的常量声明可以在不写生命周期的情况下编写。

#![allow(unused)]
fn main() {
// STRING: &'static str
const STRING: &str = "bitstring";

struct BitsNStrings<'a> {
    mybits: [u32; 2],
    mystring: &'a str,
}

// BITS_N_STRINGS: BitsNStrings<'static>
const BITS_N_STRINGS: BitsNStrings<'_> = BitsNStrings {
    mybits: [1, 2],
    mystring: STRING,
};
}

请注意，如果 static 或 const 项 包含函数或闭包引用，而这些引用本身又包含引用，编译器将首先尝试标准的省略规则。如果无法通过通常规则解析生命周期，则会报错。例如：

#![allow(unused)]
fn main() {
struct Foo;
struct Bar;
struct Baz;
fn somefunc(a: &Foo, b: &Bar, c: &Baz) -> usize {42}
// 解析为 `for<'a> fn(&'a str) -> &'a str`。
const RESOLVED_SINGLE: fn(&str) -> &str = |x| x;

// 解析为 `for<'a, 'b, 'c> Fn(&'a Foo, &'b Bar, &'c Baz) -> usize`。
const RESOLVED_MULTIPLE: &dyn Fn(&Foo, &Bar, &Baz) -> usize = &somefunc;
}

#![allow(unused)]
fn main() {
struct Foo;
struct Bar;
struct Baz;
fn somefunc<'a,'b>(a: &'a Foo, b: &'b Bar) -> &'a Baz {unimplemented!()}
// 没有足够的信息来确定返回引用的生命周期界限
// 与参数生命周期的关系，因此这是一个错误。
const RESOLVED_STATIC: &dyn Fn(&Foo, &Bar) -> &Baz = &somefunc;
//                                            ^
// 此函数的返回类型包含一个借用值，但签名
// 没有说明它是从参数 1 还是参数 2 借用的
}