创建递归枚举——我应该使用生命周期引用吗？（锈）

Question

我想创建一个像这样的 ADT：

pub enum Predicate<'a>{
    And(Box<&'a Predicate>, Box<&'a Predicate>),
    Neg(Box<&'a Predicate>),
    Bool(LogicOp, Literal, Literal)
}

但显然这不是指定生命周期的正确方法。

我的问题有两个：

此处定义生命周期的正确方法是什么？
有没有更好的方法来解决这个问题？我不想每次都克隆所有内容，因为所有内容都是不可变的，而且我不想创建多个副本。我也想做

let foo = Predicate::Bool(whatever args);
let and = Predicate::And(&foo, &foo);
let neg = Predicate::Neg(&and);
let bar = Predicate::And(&and, &neg);

等等，以后可以继续使用foo、and和neg。

Answer 1

如果一切真的都是不可变的，那么处理这种情况的最简单方法是使用 Rc/Arc（两者之间的唯一区别是后者可用于从多个线程。）您可以按如下方式定义您的枚举：

pub enum Predicate {
    And(Rc<Predicate>, Rc<Predicate>),
    Neg(Rc<Predicate>),
    Bool(LogicOp, Literal, Literal)
}

Rc 是指向堆分配对象的引用计数共享指针。您可以克隆它以获得指向内部数据的新指针而无需任何复制，并且您永远不必担心生命周期：在内部，Rc 会跟踪对其对象持有多少引用，并自动当这个数字下降到零时释放它。每当克隆或删除 Rc 时，这种簿记都会产生少量运行时成本，但会大大简化处理此类共享所有权的过程。

当然，使用 Rc 会使创建谓词变得更加冗长。您给出的示例将变为：

let foo = Rc::new(Predicate::Bool(whatever args));
let and = Rc::new(Predicate::And(foo.clone(), foo.clone()));
let neg = Rc::new(Predicate::Neg(and.clone()));
let bar = Rc::new(Predicate::And(and.clone(), neg.clone()));

（如果您不打算稍后使用 neg，从技术上讲，并非所有这些克隆都是必需的。）

简化此样板的一种方法是在 Predicate 类型上使用方法或关联函数来创建预先 Rced 的值，如下所示：

impl Predicate {
    pub fn and(a: &Rc<Predicate>, b: &Rc<Predicate>) -> Rc<Predicate> {
        Rc::new(Predicate::And(a.clone(), b.clone())
    }

    pub fn neg(a: &Rc<Predicate>) -> Rc<Predicate> {
        Rc::new(Predicate::Neg(a.clone()))
    }

    pub fn boolean(op: LogicOp, a: Literal, b: Literal) -> Rc<Predicate> {
        Rc::new(Predicate::Bool(op, a, b))
    }
}

有了这个，你的例子就变成了：

let foo = Predicate::boolean(whatever args);
let and = Predicate::and(&foo, &foo);
let neg = Predicate::neg(&and);
let bar = Predicate::and(&and, &neg);

不过，这种方法有一个不可避免的缺点。你不能 match 通过 Rc 而不先取消引用它，这会使使用 Rc ADTs 有点痛苦。有关详细信息，请参阅。

创建递归枚举——我应该使用生命周期引用吗？（锈）

Creating recursive enum -- should I use lifetime references? (Rust)

reference

lifetime

algebraic-data-types

rust

创建递归枚举——我应该使用生命周期引用吗？ （锈）

Creating recursive enum -- should I use lifetime references? (Rust)

reference

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创建递归枚举——我应该使用生命周期引用吗？（锈）