Rust学习_5.生命周期

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Rust之变量生命周期

生命周期

  • Rust 的每个引用都有自己的生命周期；

  • 生命周期：引用保持有效的作用域；

  • 大多数情况：生命周期是隐式的、可被推断的；

  • 当引用的生命周期可能以不同的方式互相关联时：手动标注生命周期；

  • 目标：避免悬垂引用（dangling reference）。

一、生命周期的标注语法

  • 生命周期的标注不会改变引用的生命周期长度；

  • 当指定了泛型生命周期参数，函数可以接收带有任何生命周期的引用；

  • 生命周期的标注：描述了多个引用的生命周期间的关系，但不影响生命周期。

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    &i32 // 一个引用
    &'a i32	//	带有显示生命周期的引用
    &'a mut i32 	// 带有显示生命周期的可变引用

二、函数签名中的生命周期标注

  • 泛型生命周期参数声明在：函数名和参数列表之间的<>里；
  • 生命周期 'a 的实际生命周期是：x和y两个生命周期中较小的那个。
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fn main() {
    let string1 = String::from("abc");
    let result;
    {
        let string2 = String::from("xyz");
        result = longest(string1.as_str(), string2.as_str()); // error:borrowed value does not live long enough
    }
    println!("The longest string is {}",result);
}

fn longest<'a>(x:&'a str, y:&'a str)->&'a str{
    if x.len()>y.len(){
        x
    }else{
        y
    }
}

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三、深入理解生命周期

  • 指定生命周期参数的方式依赖于函数所做的事情；
  • 从函数返回引用时，返回类型的生命周期参数需要与其中一个参数的生命周期匹配；
  • 如果返回的引用没有指向任何参数，那么它只能引用函数内创建的值：
    • 这就是悬垂引用：该值在函数结束时就走出了作用域；
    • 此时一般不返回引用，就直接返回值了。

四、Struct定义中的生命周期标注

  • Struct 中若定义引用类型则需要在每个引用上添加生命周期标注；

  • Struct 中属性的生命周期一定要比Struct类型生命周期长，否则就要出错了。

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    struct ImportantExcerpt<'a>{
        part:&'a str,
    }

    fn main(){
        let novel = String::from("Call me Ishmael. Some years ago...");
        let first_sentence = novel.split(".").next().expect("Could not found a '.'");
        let i = ImportantExcerpt{
            part:first_sentence
        };
    }

五、生命周期的省略

  • 生命周期省略规则

1. 输入、输出生命周期

  • 输入生命周期：函数/方法的参数
  • 输出生命周期：函数/方法的返回值

2. 生命周期省略的三个规则

编译器使用三个规则在没有显示标注生命周期的情况下，来确定引用的生命周期

  • 规则1应用于输入生命周期；
  • 规则2、3应用于输出生命周期；
  • 如果编译器应用完3个规则之后，仍然有无法确定生命周期的引用则报错；
  • 这些规则适用于fn定义的和impl块。
  1. 规则1：每个引用类型的参数都有自己的生命周期；
  2. 规则2：如果只有一个输入生命周期参数，那么该生命周期被赋给所有的输出生命周期参数；
  3. 规则3：如果有多个输入生命周期参数，但其中一个是&self或&mut self（是方法，不是函数），那么self的生命周期会被赋给所有的输出生命周期参数。

六、方法定义中的生命周期标注：

  • 在Struct上使用生命周期实现方法，语法和泛型参数的语法一样

  • 在哪儿声明和使用生命周期参数，依赖于：

    • 生命周期参数是否和字段、方法的参数或返回值有关；

  • Struct字段的生命周期名：

    • 在impl后声明
    • 在struct名后使用
    • 这些生命周期是struct类型的一部分

  • impl 块内的方法签名中：

    • 引用必须绑定于 struct 字段引用的生命周期，或者引用是独立的也可以；
    • 生命周期省略规则经常使得方法中的生命周期标注不是必须的。
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struct ImportantExcerpt<'a>{
    part:&'a str,
}

impl<'a> ImportantExcerpt<'a>{
    fn level(&self)->i32{
        3
    }
    
    fn announce_and_return_part(&self,announcement:&str)->&str{
        println("Attention please:{}",announcement);
        self.part
    }
}

七、静态生命周期

’static 是一个特殊的生命周期：整个程序的持续时间。

  • 例如：所有的字符串字面量值都拥有'static生命周期；

八、泛型参数类型、Trait Bount、生命周期

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use std::fmt::Display;
fn longest_with_an_announcement<'a, T>(x: &'a str, y: &'a str, ann: T) -> &'a str
where
    T: Display,
{
    println!("Announcement!{}",ann);
    if x.len()>y.len(){
        x
    }else{
        y
    }
}