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在具有多个生命周期约束的类型上实现索引

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我遇到了在具有生命周期约束的类型上实现 Index 的问题 . 我有一个 SubImage 结构，其中包含对 Image 的引用 . 我找不到满足编译器的任何方法 .

impl<'a, P> Index<usize> for SubImage<'a, P> {
      type Output = [P];

      fn index<'b> (&'b self, y: usize) -> &'b [P] {
        let start = (self.rect.y0 + y) * self.image.size.x + self.rect.x0;
        let end = start + self.rect.width();
        &self.image.buf[start..end]
      }
    }

'a 是引用图像的生命周期，因此切片其缓冲区需要此约束 . 这里的代码编译，但它是模糊的 . 对索引运算符的所有调用都会产生一条错误消息，例如：

src/image.rs:179:13: 179:32 error: cannot infer an appropriate lifetime for lifetime parameter 'a in function call due to conflicting requirements
    src/image.rs:179       Some(&self.sub[self.back])
                                 ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    src/image.rs:174:3: 181:4 help: consider using an explicit lifetime parameter as shown: fn next_back(&'a mut self) -> Option<&'a [P]>
    src/image.rs:174   fn next_back (&mut self) -> Option<&'a [P]> {
    src/image.rs:175     if self.front == self.back {
    src/image.rs:176       None
    src/image.rs:177     } else {
    src/image.rs:178       self.back -= 1;
    src/image.rs:179       Some(&self.sub[self.back])

是否有任何可能的方法来确保返回值被约束到 'a 和 'b 或在这种情况下正确实现 Index 的其他方式？编译器's suggestion doesn' t工作，因为函数签名与特征的签名不匹配 .

rust lifetime

1 回答

  • 5

    实际上你的问题更多，而不是Index trait实现 . 此外，您的示例并非真正的最小，完整且可验证的示例（MCVE），因此我必须猜测您的确切问题在这里 .

    你的问题的核心是，你不能让你的迭代器返回一个引用，如果它拥有内容而不借用迭代器本身 . 你为SubImage实现Index特性是好的 .

    我会尝试模拟你的问题 . 假设我们有一个结构Julmond，它借用了一些整数（类似于你的SubImage） .

    struct Julmond<'a>(&'a [i32]);

impl<'a> Index<usize> for Julmond<'a> {
    type Output = [i32];

    fn index<'b>(&'b self, idx: usize) -> &'b [i32] {
        if idx < self.0.len() {
            &self.0[idx..] // we always take a subslice from idx until the end
        } else {
            panic!("Index out of bounds!")
        }
    }
}

    指数特征要求我们借用自我 . 这很好，因为一些实现者可能拥有您正在索引的数据 . 这种自我的借用是通过将自我的命名生命期和特征_613694中的传出引用联系起来表达的：

    fn index(&'a self, index: Idx) -> &'a Self::Output;

    如果我们索引到Julmond，那么只要我们坚持将结果引用到Julmond中，该值就被认为是借用的：

    let array = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
let mut j = Julmond(&array);

let r = &j[3];

&mut j; // Error: r is still in scope and therefore j is still borrowed

    我可以从您的示例代码中读到的是，您拥有一些拥有SubImage并实现Iterator特征的类型 . 我们将尝试模仿另一个结构Nebelung在路上实现Iterator特性：

    struct Nebelung<'a> {
    j: Julmond<'a>,
    pos: usize,
}

impl<'a> Iterator for Nebelung<'a> {
    type Item = &'a [i32];

    fn next(&mut self) -> Option<&'a [i32]> {
        if self.pos < self.j.0.len() {
            let tmp_pos = self.pos;
            self.pos += 1;
            Some(&self.j[tmp_pos]) // problematic line
        } else {
            None
        }
    }
}

    此实现从基础Julmond结构返回一个不断缩小的数组切片 . 我们可以这样测试：

    fn main() {
    let array = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
    let j = Julmond(&array);
    let n = Nebelung { j: &j, pos: 0 };

    for s in n {
        println!("{:?}", s);
    }
}

    但这不起作用 . 编译器会抱怨（如在你的例子中）它无法推断'a'的适当生命周期 . 原因是在索引方法中借用self . 当我们用j [tmp_pos]调用索引运算符时，我们正在借用j . 但是j由Nebelung类型的自己拥有，因此从j借用意味着我们从自己借用 . 我们试图返回对自己拥有的东西的引用，并且要求自己也必须借用 . 编译器建议正确的事情：链接self和传出引用的生命周期 . 但是，这违反了下一步的方法签名 .

    如果我们想从迭代器返回一个引用，那么迭代器不能拥有返回的值 . 否则，我们将不得不在调用中借用迭代器，但接下来是不可能的 .

    解决这个问题的唯一方法是让迭代器不拥有值 . 所以我们修改了Nebelung结构来保存对Julmond的引用：

    struct Nebelung<'a: 'b, 'b> {
    j: &'b Julmond<'a>,
    pos: usize,
}

    'a：'b表示“'a outlives'b”，这里需要它 . 由于我们对Julmond的引用j不得超过Julmond的借用内容 . 好的，我们的Nebelung不再是Julmond的老板了 . 只是一个借款人 . 现在我们可以像这样实现Iterator特性：

    impl<'a, 'b> Iterator for Nebelung<'a, 'b> {
    type Item = &'b [i32];

    fn next(&mut self) -> Option<&'b [i32]> {
        if self.pos < self.j.0.len() {
            let tmp_pos = self.pos;
            self.pos += 1;
            Some(&self.j[tmp_pos])
        } else {
            None
        }
    }
}

    自我和传出引用的生命周期不需要链接，因为我们只是返回一个我们不是所有者的某个值的引用 . 所以对＆self.j [tmp_pos]的调用不再是对自己的借用了 . 它是从Julmond借来的（通过索引实现） .

    Complete example

    无论你为什么类型实现Iterator特性 . 如果类型拥有该值，则不能让next（或next_back）返回引用 . 让您的类型借用SubImage .

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