为什么对 const return 的静态引用是对临时变量的引用？

Question

在 Rust 中，我有以下代码：

pub trait Test: Sized {
    const CONST: Self;
    fn static_ref() -> &'static Self {
        &Self::CONST
    }
}

我的期望是，既然const是'static，那么我应该可以引用它也是'static。但是，编译器给出以下错误：

error[E0515]: cannot return reference to temporary value
   --> file.rs:9:9
    |
  9 |         &Self::CONST
    |         ^-----------
    |         ||
    |         |temporary value created here
    |         returns a reference to data owned by the current function

这里怎么引入临时变量？

此外，似乎在某些情况下引用常量确实有效。这是一个简短的具体示例，其中 Test

的实现略有不同

pub trait Test: Sized {
    fn static_ref() -> &'static Self;
}

struct X;

impl Test for X {
    fn static_ref() -> &'static Self {
        &X
    }
}

Answer 1

Rust 中的一个 constant 是编译时常量，而不是具有内存位置的实际变量。 Rust 编译器可以在任何地方使用常量的实际 value 进行替换。如果你取这样一个值的地址，你得到的是一个临时的地址。

Rust 也有静态变量 的概念。这些变量实际上具有在整个程序持续时间内一致的内存位置，并且引用静态变量确实会导致引用具有 'static 生命周期。

另请参阅：

Answer 2

定义特征时，该定义必须对所有可能的实现都有意义。

如果没有失败的示例，问题可能不会立即清楚。所以假设你有这样的类型：

struct MyStruct;
impl MyStruct {
    const fn new() -> Self {
        MyStruct
    }
}

并且您试图实现这样的特征：

impl Test for MyStruct {
    const CONST: Self = MyStruct::new();
}

这行不通，因为 static_ref 的实施现在看起来像这样：

fn static_ref() -> &'static Self {
    // &Self::CONST
    &MyStruct::new()
}

它正在函数内部创建一个值并尝试 return 它。此值不是静态的，因此 'static 生命周期无效。

但是，稍加调整，您就可以做出一些工作：

pub trait Test: Sized + 'static {
    // This is now a reference instead of a value:
    const CONST: &'static Self;
    fn static_ref() -> &'static Self {
        Self::CONST
    }
}

struct MyStruct;
impl MyStruct {
    const fn new() -> Self {
        MyStruct
    }
}

impl Test for MyStruct {
    const CONST: &'static Self = &MyStruct::new();
}

这是可行的，因为 CONST 已经是一个 'static 引用，所以函数可以 return 它。所有可能的实现都必须能够获得对 Self 的 'static 引用才能实现该特征，因此引用某个任意本地值不再有问题。

Answer 3

这里的工作机制是静态提升。参见 RFC 1414

引述如下：

Inside a function body's block:

If a shared reference to a constexpr rvalue is taken. (&)

And the constexpr does not contain a UnsafeCell { ... } constructor.

And the constexpr does not contain a const fn call returning a type containing a UnsafeCell.

Then instead of translating the value into a stack slot, translate it into a static memory location and give the resulting reference a 'static lifetime.

为什么对 const return 的静态引用是对临时变量的引用？

Why does taking a static reference to a const return a reference to a temporary variable?

lifetime

rust

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