使用`let`绑定来增加值的生命周期

Question

我编写了以下代码从 stdin 读取一个整数数组：

use std::io::{self, BufRead};

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    for line in stdin.lock().lines() {
        let xs: Vec<i32> = line.unwrap()
            .trim()
            .split(' ')
            .map(|s| s.parse().unwrap())
            .collect();

        println!("{:?}", xs);
    }
}

这个方法很好用，但是我觉得 let xs 这一行有点长，所以我把它分成了两段：

use std::io::{self, BufRead};

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    for line in stdin.lock().lines() {
        let ss = line.unwrap().trim().split(' ');
        let xs: Vec<i32> = ss.map(|s| s.parse().unwrap()).collect();

        println!("{:?}", xs);
    }
}

这行不通！Rust 给出了以下错误：

error[E0597]: borrowed value does not live long enough
  --> src/main.rs:6:18
   |
6  |         let ss = line.unwrap().trim().split(' ');
   |                  ^^^^^^^^^^^^^                  - temporary value dropped here while still borrowed
   |                  |
   |                  temporary value does not live long enough
...
10 |     }
   |     - temporary value needs to live until here
   |
   = note: consider using a `let` binding to increase its lifetime

这让我感到困惑。是line还是ss生命周期不足？我该如何使用let绑定来增加它们的生命周期？我以为我已经在使用let了？

我已经阅读了生命周期指南，但仍然无法完全理解。有人能给我一个提示吗？

- Thomas Ahle

Answer 1

在您的第二个版本中，ss的类型是Split<'a, char>。类型中的生命周期参数告诉我们该对象包含一个引用。为了使赋值有效，引用必须指向该语句之后存在的对象。然而，unwrap()会消耗line，换句话说，它会将Ok变体的数据从Result对象中移出。因此，引用不指向原始的line，而是指向一个临时对象。

在您的第一个版本中，通过对map的调用，在长表达式的末尾消耗了该临时对象。要修复第二个版本，您需要绑定unwrap()的结果以保持值的存活时间足够长：

use std::io::{self, BufRead};

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    for line in stdin.lock().lines() {
        let line = line.unwrap();
        let ss = line.trim().split(' ');
        let xs: Vec<i32> = ss.map(|s| s.parse().unwrap()).collect();

        println!("{:?}", xs);
    }
}

- Francis Gagné

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只是为了确保我理解你的意思，CharSplits 引用了 line 中的值。但实际上它引用了从 Ok 中取出的一个副本，该副本在 let ss 行结束时被丢弃。为什么不直接将所有值保持活动状态直到块的末尾呢？ - Thomas Ahle

是的。临时值仅在生成该值的表达式所在的语句中有效。 - Francis Gagné

注意，这里有两个名为line的变量：第一个是IoResult<String>（等同于Result<String, IoError>），第二个是String。unwrap()将String从IoResult中移出，之后IoResult就无法再使用了（这也是我在重复使用名称line的原因：无论如何你都不能再使用第一个 line）。String根本没有被复制。 - Francis Gagné

非常有趣。这样的移动是如何完成的？数据是被复制并且原始数据被销毁了吗？还是字符串在堆上，而原始指针被销毁了？ - Thomas Ahle

一个 String 结构体包含一个 Vec，其中包含指向数据（存储在堆上）的指针、长度和容量。当发生移动时，结构体的成员被复制，但引用的数据不会被复制，也不会运行析构函数。原始副本随后由编译器变得无法使用（如果尝试使用该值，则会出现错误），因此您不会访问已转移所有权的数据。 - Francis Gagné

Answer 2

这篇内容涉及到 unwrap() 函数调用，它能获取容器中的对象，但是这个引用应该比容器对象更长久地存在，因为在下一行中容器对象就会失效（没有局部绑定关联到它）。

如果你想要更简洁的代码实现，一个非常常见的做法是：

use std::io::{self, BufRead};

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    for line in stdin.lock().lines() {
        let xs: Vec<i32> = line.unwrap()
            .trim()
            .split(' ')
            .map(|s| s.parse().unwrap())
            .collect();

        println!("{:?}", xs);
    }
}

如果没有，您可以创建到“未包装”结果的绑定并使用它。

- snf

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所以你的意思是 line 在 let xs 行超出了作用域，但在 let ss 行没有超出作用域，尽管它们在同一个块中？ - Thomas Ahle

是 line.unwrap() 的结果超出了范围。 - snf

谢谢，我觉得我开始明白了。 - Thomas Ahle