为什么使用 by_ref 不能防止 .all 消耗迭代器？

Question

以下输出预期的结果：9，然后true。

fn main() {
    let mut a = (1..10);
    println!("{}", a.by_ref().count()); // 9
    println!("{}", a.all(|x| x < 10)); // true
}

以下代码会依次输出true和0！请点击此处进行尝试。

fn main() {
    let mut a = (1..10);
    println!("{}", a.by_ref().all(|x| x < 10)); // true
    println!("{}", a.count()); // 0
}

Playground

在调用 .all 之前对迭代器使用 .by_ref() 是否会防止 .all 消耗迭代器？

- Jordan

Answer 1

其他答案已经涵盖了实现方面的内容，但我想解释一下术语，因为我认为这是混淆的根源:

在Rust中，consume具有与所有权相关的狭义定义——“消费”值的函数从调用者那里取得该值的所有权。由于函数可以销毁该值或将其传递给其他地方，因此该值无法再被原始所有者使用。

对于实现Iterator的值，在消耗（use up）它们的方法（例如count()或sum()）通常也会排空（exhaust）它们。 其他方法，例如map()或enumerate()，消耗迭代器并返回一个新的迭代器，该迭代器将排空提供的原始迭代器，只要自身已经排空。但是，还有像take()或scan这样的方法，即使返回的迭代器完全排空，它们仍然不一定排空迭代器。 使用这种方法时，by_ref()很方便，可以使原始迭代器可用于进一步处理。

let mut iter = 1..1000;
let sum_first_50 = iter.by_ref().take(50).sum();
let sum_second_50 = iter.by_ref().take(50).sum();
// ... iter available to produce the remaining 899 numbers ...

如果第一行没有by_ref()，第二行将无法编译，因为第一个take()会消耗（但不耗尽）iter。使用by_ref()，iter既不会被消耗（因为by_ref()保护它），也不会被耗尽（因为我们将其与take()组合）。将by_ref()与既消耗又耗尽迭代器的方法（例如count()）结合使用是明确定义的，但是毫无用处，因为它只会让您拥有一个耗尽的迭代器。

如果您想避免迭代器被耗尽（或以其他方式被改变），则可以使用clone()而不是by_ref()：

fn main() {
    let a = 1..10;
    println!("{}", a.clone().all(|x| x < 10)); // true
    println!("{}", a.count()); // 9
}

- user4815162342

Answer 2

在迭代器上调用all()或count()会多次调用next()。即使迭代器没有被消耗（moved-from），由于对next()的重复调用，其内部状态已经改变。

当all()以true结束时，已经到达了序列的末尾，因此count()仍然是可调用的，但产生的值为0。

在第一种情况下，count()到达了序列的末尾，但是all()的文档指出，在一个空序列中将返回true。

- prog-fh

---

啊，这很有帮助。所以在第一个例子中，all()甚至没有遍历元素，因为它已经耗尽了，但它仍然返回true。非常感谢您的帮助。 - Jordan

Answer 3

每个迭代器适配器（如.take，.filter，以及当然是.all）仅通过.next函数访问迭代器的元素。 .by_ref唯一的作用是允许你在使用迭代器适配器后继续使用迭代器。任何消耗过的元素仍将被消耗。如果不想这样做，应该克隆迭代器。

这在Iterator::by_ref文档中有解释：

let a = [1, 2, 3];

let iter = a.iter();

let sum: i32 = iter.take(5).fold(0, |acc, i| acc + i);

assert_eq!(sum, 6);

// if we try to use iter again, it won't work. The following line
// gives "error: use of moved value: `iter`
// assert_eq!(iter.next(), None);

// let's try that again
let a = [1, 2, 3];

let mut iter = a.iter();

// instead, we add in a .by_ref()
let sum: i32 = iter.by_ref().take(2).fold(0, |acc, i| acc + i);

assert_eq!(sum, 3);

// now this is just fine:
assert_eq!(iter.next(), Some(&3));
assert_eq!(iter.next(), None);

- javajav