混淆所有权的问题涉及到线路和地图时怎么办？

Question

混淆所有权的问题涉及到线路和地图时怎么办？

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fn problem() -> Vec<&'static str> {
    let my_string = String::from("First Line\nSecond Line");
    my_string.lines().collect()
}

这将导致编译错误：

  |
7 |     my_string.lines().collect()
  |     ---------^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  |     |
  |     returns a value referencing data owned by the current function
  |     `my_string` is borrowed here

我了解这个错误是为了防止返回一个超出范围的值的引用。通过查看涉及函数的类型签名，发现问题出在了lines 方法上, 它借用了调用它的字符串。但为什么要这样做呢？我正在迭代字符串中的行，以获得一个部分的向量，并且我返回的是这个"新"向量，而不是任何会(非法地)直接引用my_string的东西。

（我知道我可以很容易地通过使用字符串文字而不是将其转换为"所拥有的"字符串来修复此特定示例。这是一个玩具示例，重新生成此问题-在我的"真实"代码中，字符串变量是从文件中读取的，因此我显然不能使用字面意义上的值。）

更神秘的是，以下对该函数的变异，在我看来应该遇到同样的问题，但它却正常工作：

fn this_is_ok() -> Vec<i32> {
    let my_string = String::from("1\n2\n3\n4");
    my_string.lines().map(|n| n.parse().unwrap()).collect()
}

原因不能是map做了一些魔术，因为下面的代码同样失败了：

fn also_fails() -> Vec<&'static str> {
    let my_string = String::from("First Line\nSecond Line");
    my_string.lines().map(|s| s).collect()
}

我已经尝试了相当长一段时间，尝试在map内部使用各种不同的函数-有些通过了，有些失败了，而我真的不知道区别在哪里。所有这些让我意识到，在非平凡情况下，我对Rust的所有权/借用规则如何工作几乎没有掌握，尽管我认为我至少了解基础知识。因此，如果有人能给我一个相对清晰和全面的指南，解释所有这些示例中正在发生的事情，并说明如何以一些简单的方式修复失败的示例，我将非常感激！

- Robin Zigmond

2个回答

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这里的问题在于这一行代码：

let my_string = String::from("First Line\nSecond Line");

将字符串数据复制到在堆上分配的缓冲区（因此不再是'static）。然后lines返回对该堆分配缓冲区的引用。

请注意，{{link1：&str也实现了lines方法}，因此您无需将字符串数据复制到堆上，可以直接使用字符串：

fn problem() -> Vec<&'static str> {
    let my_string = "First Line\nSecond Line";
    my_string.lines().collect()
}

游乐场

这个方法避免了所有不必要的内存分配和复制。

- Jmb

1

谢谢，但正如我在问题中已经说过的那样 - 我知道我可以像这样修复示例，但在我的实际情况中，字符串是动态的，而不是字面量，所以我不能这样做。使用另一个答案中建议的 to_owned，并修改使用此输出的其他函数，为我解决了这个问题。 - Robin Zigmond

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可以查看英文原文，
原文链接

- Aplet123 · Accepted Answer

关键在于lines返回的值类型： &str。为了避免不必要的复制，lines实际上返回对所调用字符串片段的引用，当您将其收集到Vec中时，该Vec的元素只是对您的字符串片段的引用。因此，当函数退出并且字符串被删除时，Vec内部的引用也将被删除并失效。请记住，&str是借用的字符串，而String是拥有的字符串。

解析起来很容易是因为您将这些&str读入一个i32中，因此数据被转移到新值中，您不再需要原始字符串的引用。

要解决问题，只需使用str::to_owned将每个元素转换为String：

fn problem() -> Vec<String> {
    let my_string = String::from("First Line\nSecond Line");
    my_string.lines().map(|v| v.to_owned()).collect()
}

需要注意的是，to_string 也可以使用，并且 to_owned 实际上是 ToOwned trait 的一部分，因此对于其他借用类型也很有用。

对于有大小限制的值引用（str 是无大小限制的，所以不适用），比如 Iterator<Item = &i32>，你可以简单地使用 Iterator::cloned 克隆每个元素，这样它们就不再是引用了。

另一种解决方案是将 String 作为参数传入函数中，这样它及其引用就能够在函数范围之外继续存在：

fn problem(my_string: &str) -> Vec<&str> {
    my_string.lines().collect()
}