在Rust < 1.31中，如果生命周期没有被使用，为什么在引用类型上实现trait需要一个生命周期？

Question

在Rust < 1.31中，如果生命周期没有被使用，为什么在引用类型上实现trait需要一个生命周期？

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我正在使用 Rust 1.31 以前的版本为引用类型实现一个 trait。当我告诉 Rust 我要为哪种引用类型实现 trait 时，为什么它需要一个明确的生命周期？

这里有一个简单的例子。一个名为 Inches 的结构体，为 &Inches 实现 Add trait，并编写了一个使用该实现的函数。

use std::ops::Add;

struct Inches(i32);

// this would work: impl<'b> Add for &'b Inches
impl Add for &Inches {
    type Output = Inches;

    fn add(self, other: &Inches) -> Inches {
        let &Inches(x) = self;
        let &Inches(y) = other;

        Inches(x + y)
    }
}

// lifetime specifier needed here because otherwise 
// `total = hilt + blade` doesn't know whether `total` should live
// as long as `hilt`, or as long as `blade`.
fn add_inches<'a>(hilt: &'a Inches, blade: &'a Inches) {
    let total = hilt + blade;
    let Inches(t) = total;
    println!("length {}", t);
}

fn main() {
    let hilt = Inches(10);
    let blade = Inches(20);

    add_inches(&hilt, &blade);
}

编译失败，出现以下错误：

error: missing lifetime specifier [E0106]
    impl Add for &Inches {
                 ^~~~~~~

我加入了缺失的生命周期说明符（仍无法编译）。

// was: impl Add for &Inches {
impl Add for &'b Inches {
    ...
}

编译错误：

error: use of undeclared lifetime name `'b` [E0261]
    impl Add for &'b Inches {

我在`impl`上声明了生命周期（现在已经编译通过）

(Rust playground链接)

// was: impl Add for &'b Inches {
impl<'b> Add for &'b Inches {
    ...
}

This, finally, compiles correctly.

我的问题

为什么在 "impl Add for &Inches" 中的 "&Inches" 被认为缺少生命周期说明符？通过告诉编译器这个 Add 方法是针对具有某个未指定非静态生命周期 'b 的 "&Inches"，并且从未在其他任何地方引用该生命周期，解决了什么问题？

- Esteis

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'b的生命周期在编译时作为'+操作中的'a'被提供，使得编译器可以强制执行/确保'b'对'a'的寿命要求，并将其传递到main函数中的变量中去，对吗？因此，'b'本身并不是未使用的，它表达了调用者（直接或间接）必须遵守的要求。 - Erik Eidt

你的问题已经说明了它适用于哪个版本：我正在使用Rust 1.30为引用类型实现一个特质。 - Shepmaster

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- mdup · Accepted Answer

Rust 1.31及以上版本

原因很简单：在Rust 1.31之前，这个功能还未被实现。

现在，最初的示例可以编译，并且您可以编写impl Add for &Inches，而不是impl<'b> Add for &'b Inches。这是因为1.31.0稳定了新的生命周期省略规则。

Rust 1.31之前

如果您查看生命周期省略的RFC，您会发现它应该覆盖您的用例：

impl Reader for BufReader { ... }                       // elided
impl<'a> Reader for BufReader<'a> { .. }                // expanded

然而，我在游乐场里尝试了一下，它不起作用。原因是它还没有被实现。

我在 Rust 的源代码中搜索了这种情况，但令人惊讶的是，这种情况非常少。我只能找到本机类型的 Add 这个系列的实现：

impl Add<u8> for u8
impl<'a> Add<u8> for &'a u8
impl<'a> Add<&'a u8> for u8
impl<'a, 'b> Add<&'a u8> for &'b u8

正如您所看到的，这里所有的生命周期都是显式的；没有省略发生。

针对您的具体问题，我认为在 RFC 实现完成之前，您必须坚持使用显式生命周期！

在Rust < 1.31中，如果生命周期没有被使用，为什么在引用类型上实现trait需要一个生命周期？

我在impl上声明了生命周期（现在已经编译通过）

Rust 1.31及以上版本

Rust 1.31之前

我在`impl`上声明了生命周期（现在已经编译通过）