如何使用结构和实现的生命周期为实现推断适当的生命周期？

Question

如何解决此错误？当我在 impl 中使用 "anonymous lifetime" 时，我到底在告诉编译器什么？

struct LineHandlerInfo<'a> {
    label: &'a str,
    match_literal: &'a str,
    f: fn(&str) -> Option<&str>,
}

struct Game<'a> {
    handlers: Vec<LineHandlerInfo<'a>>,
}

impl Game<'_> {
    fn match_str<'a>(
        &'a mut self,
        label: &'a str,
        match_literal: &'a str,
        mut f: fn(&str) -> Option<&str>,
    ) {
        let mut lh = LineHandlerInfo {
            label,
            match_literal,
            f,
        };
        self.handlers.push(lh);
    }
}

fn main() {
    let mut g = Game {
        handlers: Vec::new(),
    };
    g.match_str("echo hello", "hello", |s| {
        println!("{}", s);
        None
    });
}

当我尝试编译时，出现以下错误：

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for lifetime parameter `'a` due to conflicting requirements
  --> src/main.rs:18:22
   |
18 |         let mut lh = LineHandlerInfo {
   |                      ^^^^^^^^^^^^^^^
   |
note: first, the lifetime cannot outlive the lifetime 'a as defined on the method body at 12:18...
  --> src/main.rs:12:18
   |
12 |     fn match_str<'a>(
   |                  ^^
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src/main.rs:19:13
   |
19 |             label,
   |             ^^^^^
note: but, the lifetime must be valid for the lifetime '_ as defined on the impl at 11:11...
  --> src/main.rs:11:11
   |
11 | impl Game<'_> {
   |           ^^
   = note: ...so that the expression is assignable:
           expected LineHandlerInfo<'_>
              found LineHandlerInfo<'_>

我如何解决这个错误，当我在 impl Game 上指定一个生命周期时，我到底在告诉编译器什么，而我已经在结构上有一个生命周期？

Answer 1

How do I resolve this error?

从函数中删除通用生命周期，在 impl 块中提供生命周期名称而不是使用匿名生命周期，然后在函数参数中使用命名生命周期。从 &self 中删除生命周期：

impl<'a> Game<'a> {
    fn match_str(&mut self, label: &'a str, match_literal: &'a str, f: fn(&str) -> Option<&str>) {
        self.handlers.push(LineHandlerInfo {
            label,
            match_literal,
            f,
        });
    }
}

另请参阅：

What exactly am I doing when I use the "anonymous lifetime" in impl?

您实际上是在陈述 "I know there's a lifetime here, but I don't care about it"。但是，您的情况并非如此。您确实关心参数化类型的生命周期，因为这是您的变量需要匹配的。

另请参阅：

'_, the anonymous lifetime 版本指南

for a struct with a function pointer in it

这与函数指针无关。当编程遇到问题时，我建议创建一个 minimal, reproducible example，去掉不会使错误消失的东西。这使您可以专注于手头的问题。例如，这会重现相同的错误：

struct Game<'a> {
    handlers: Vec<&'a str>,
}

impl Game<'_> {
    fn match_str<'a>(&mut self, label: &'a str) {
        self.handlers.push(label);
    }
}

Answer 2

How do I resolve this error and what exactly am I telling the compiler when I specify a lifetime on impl Game when I already have a lifetime on the struct?

我怀疑您的困惑源于对 Rust 中声明和使用生命周期的方式的不完全理解。

结构生命周期

为了在结构上使用生命周期，您声明生命周期在 <> 中与您声明的结构名称相邻，然后 refer 指向结构定义中的生命周期。重要的是，请注意声明的生命周期仅限于结构定义 - 它在外部没有任何意义。

例如（使用@Shepmaster 提供的 MRE）：

struct Game<'a> {
    handlers: Vec<&'a str>,
}

结构 Game 包含一个字符串引用向量，被引用的字符串必须至少与 Game 结构一样长。

实现生命周期

在 impl 块上使用生命周期说明符时，您声明在与 impl 关键字相邻的 <> 内的生命周期，之后您可以引用在正在实现的结构和实现本身内部的生命周期，像这样：

impl<'b> Game<'b> {
    fn match_str(&mut self, label: &'b str) {
        self.handlers.push(label);
    }
}

请注意，我在这里使用了一个完全不同的生命周期名称 ('b) 来说明结构上的生命周期声明独立于 impl 块上的生命周期声明。

分解：

impl<'b>

这意味着我们正在为结构定义一个实现，并且在该定义中我们将使用生命周期 'b

 Game<'b> {

这意味着 impl 是针对生命周期为 'b 的结构体 Game - 因此在此实现中对 self 的任何引用都将自动具有生命周期 'b还有。

fn match_str(&mut self, label: &'b str) {

这里我们定义了方法match_str，它接受一个参数label。 label 是一个字符串切片，它也具有生命周期 'b - 因此它必须至少持续到调用该方法的 self 时长。

在你的原始代码中，你有这样的东西：

impl Game<'_> {
    fn match_str<'a>(&mut self, label: &'a str) {
    ...
    }
}

这是在告诉编译器：

您正在启动一个新的 impl 块，并且没有在 impl 级别声明生命周期
该实现是针对结构 Game；这个结构有一个生命周期参数，但我们不关心它，我们不会将它绑定到实现的任何元素
我们正在定义一个方法match_str，我们正在声明一个生命周期'a，我们可以在函数签名的其余部分
我们有一个参数 label，其生命周期为 a，但我们并未将此生命周期与任何其他事物相关联

更多信息：

如何使用结构和实现的生命周期为实现推断适当的生命周期？

How to infer an appropriate lifetime for an implementation using lifetimes for structs and impl?

lifetime

rust

结构生命周期

实现生命周期