跨多个特征借用数据时如何编写适当的通用函数签名

Question

在开发私人项目时，我运行遇到了与在多个结构和特征上借用同一对象相关的终身问题。这是我使用的一堆精简定义：

trait WorkspaceLog {
    fn get(&self) -> usize;
}

struct TheLog<'a>(&'a FilesystemOverlay);

impl<'a> WorkspaceLog for TheLog<'a> {
    fn get(&self) -> usize {
        (self.0).0
    }
}

trait WorkspaceController<'a> {
    type Log: WorkspaceLog;
    fn get_log(&'a self) -> Self::Log;
}

struct FilesystemOverlay(usize);

struct FSWorkspaceController<'a>(&'a mut FilesystemOverlay);

impl<'a> WorkspaceController<'a> for FSWorkspaceController<'a> {
    type Log = TheLog<'a>;

    fn get_log(&'a self) -> Self::Log {
        TheLog(&*self.0)
    }
}

trait AsWorkspaceController<'a> {
    type Controller: WorkspaceController<'a>;

    fn get_controller(self) -> Self::Controller;
}

impl<'a> AsWorkspaceController<'a> for &'a mut FilesystemOverlay {
    type Controller = FSWorkspaceController<'a>;

    fn get_controller(self) -> FSWorkspaceController<'a> {
        FSWorkspaceController(self)
    }
}

到目前为止，还不错。这基本上使我能够借用 FilesystemOverlay 的 mut ref 作为其他接口，提供额外的功能。反过来，这个接口允许我借用本质上相同的东西作为提供最终数据的另一个东西。只要我直接使用 FilesystemOverlay:

fn init1(control_dir: &mut FilesystemOverlay) -> usize {
    let controller = control_dir.get_controller();
    let log = controller.get_log();
    log.get()
}

但是，如果我用类型参数替换具体引用，编译就会失败，告诉我控制器的寿命不够长，因为我不明白的原因，认为 get_log在函数末尾借用控制器，因此比程序逻辑更长要求：

fn init2<'a: 'b, 'b, O>(control_dir: O) -> usize
    where O: AsWorkspaceController<'b>+'a {
    let controller = control_dir.get_controller();
    let log = controller.get_log();
    log.get()
}

fn main() {
    let mut control_dir = FilesystemOverlay(5);
    dbg!(init1(&mut control_dir));
    dbg!(init2(&mut control_dir));
}

我尝试了几种方法，但到目前为止我无法找出 init2 的正确签名。这是我得到的错误：

error[E0597]: `controller` does not live long enough
  --> test.rs:53:15
   |
53 |     let log = controller.get_log();
   |               ^^^^^^^^^^ borrowed value does not live long enough
54 |     log.get()
55 | }
   | - borrowed value only lives until here
   |
note: borrowed value must be valid for the lifetime 'b as defined on the function body at 50:18...
  --> test.rs:50:18
   |
50 | fn init2<'a: 'b, 'b, O>(control_dir: O) -> usize
   |                  ^^

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0597`.

这是 rust playground 上的完整代码。

那么，我需要如何更改 init2 的签名，以便编译器理解在调用 log.get() 之后可能会删除控制器？我还需要对上述类型进行其他更改吗？

编辑： 我做了一些额外的实验，this 是我能设法创建的最接近的。这个有两个生命周期和一个后期绑定的签名，但它仍然给出关于 UB 的警告。有人明白为什么吗？

Answer 1

在 GitHub 上一位友善且知识渊博的人的帮助下，我能够创建代码的工作版本，请参阅 https://github.com/rust-lang/rust/issues/58868。关键是在 AsWorkspaceController:

内的 Controller 的类型声明上使用自由生命周期绑定

trait AsWorkspaceController<'a> {
    type Controller: for<'b> WorkspaceController<'b>+'a;

    fn get_controller(&'a mut self) -> Self::Controller;
}

查看 playground 上的完整代码。

跨多个特征借用数据时如何编写适当的通用函数签名

How to write a proper generic function signature when borrowing data across multiple traits

traits

lifetime

rust

borrowing