单引号（'）表示的是什么标识符？

Question

我在Rust中遇到过几种以单引号标记的类型：

'static
'r
'a

那个撇号（'）的意义是什么？也许它是引用（&）的修饰符？是针对引用的通用键入方式吗？我不知道这个文档在哪里隐藏。

- Greg Malcolm

Answer 1

这些是Rust的命名生命周期。

引用自The Rust Programming Language：

Rust中的每个引用都有一个生命周期，即该引用有效的范围。大部分情况下，生命周期都是隐式和推断出来的，就像大多数情况下类型都是推断出来的一样。与我们必须注明类型因为可能存在多种类型的情况类似，有时引用的生命周期可以以几种不同的方式相关联，因此Rust需要我们使用泛型生命周期参数注释关系，以确保运行时使用的实际引用肯定有效。

生命周期注解不会改变参与的引用存在的时间。就像函数在签名指定通用类型参数时可以接受任何类型一样，当签名指定通用生命周期参数时，函数可以接受具有任何生命周期的引用。 生命周期注解所做的是将多个引用的生命周期相互关联。

生命周期注解具有稍微不同寻常的语法：生命周期参数的名称必须以撇号 ' 开头。生命周期参数的名称通常都是小写字母，并且像通用类型一样，它们的名称通常非常短。 'a 是大多数人默认使用的名称。生命周期参数注解放在引用的 & 后面，并且空格将生命周期注解与引用的类型分隔开来。

换句话说，生命周期近似于引用指向的数据有效的执行范围。 Rust 编译器会保守地推断出最短的生命周期以确保安全。如果您想告诉编译器一个引用的生命周期比最短估计时间更长，您可以命名它，例如，说输出引用具有与给定输入引用相同的生命周期。

“静态”生命周期是一种特殊的生命周期，是所有生命周期中最长的——在程序的整个执行期间都存在。典型的例子是字符串“字面量”，它们将在程序/模块的整个生命周期内始终可用。

您可以从此幻灯片中获取更多信息，从第29页开始阅读。 Rust中的生命周期也深入讨论了生命周期。

- quux00

Answer 2

补充quux00的出色答案，具名生命周期还用于向Rust编译器指示返回的借用变量的来源。

该函数

pub fn f(a: &str, b: &str) -> &str {
  b
}

无法编译，因为它返回了一个借用的值，但没有指定它是从a还是b借用的。

要修复这个问题，您需要声明一个命名的生命周期，并在b和返回类型中使用相同的生命周期：

pub fn f<'r>(a: &str, b: &'r str) -> &'r str {
//      ----              ---         ---
  b
}

并按预期使用它

f("a", "b")

- Nino Filiu

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如果你想告诉编译器一个引用的生命周期比最短的估计更长，你可以给它命名，例如说输出引用具有与给定的输入引用相同的生命周期。对于 Rust 刚接触的人来说，我需要两个答案才能理解这句话。没有代码示例的话，他们的回答可能不太容易理解，也可能会让你在不理解编译器为什么报错的情况下卡住。 - Kevin

我认为我理解这个例子中的所有内容，除了 f<'r>。为什么函数有生命周期规范？整个例子对我来说都是有意义的，即使在函数名称后面没有 <'r>；它添加了什么？ - lmat - Reinstate Monica

如果我理解正确，在 Rust 中，您必须指定您借用的值来自哪里。在这个例子中，它从 b 传递了借用，但是当 f 结束时，a 是自由的，这与 a 仍然被借用是不同的。 - Nino Filiu

为什么编译器不能自动推断变量b的生命周期，因为它是被返回的变量呢？ - Ren

@Ren，它可以推断出来，但这将允许未指定的副作用带来不可预见的后果，你必须通过代码来找出你允许了哪些副作用。例如：你在堆上有一个100个元素的数组。你访问第501个元素。数组很好，所以它会增长以适应那个元素。现在你有了一个副作用，原因隐藏在代码或数据中。 - nurettin