Rust中明确的生命周期错误

Question

Rust中明确的生命周期错误

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我有一个Rust枚举想要使用，但是我收到了错误信息：

error: explicit lifetime bound required
numeric(Num),
        ~~~

所涉及的枚举类型：

enum expr{
   numeric(Num),
   symbol(String),
}

我不确定这里借用的是什么。我的意图是让 Num 或 String 与包含的表达式具有相同的生命周期，以便我可以从函数中返回它们。

- ragingSloth

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Vladimir Matveev · Accepted Answer

错误信息有些误导性。Num是一个trait，它是一种动态大小的类型，因此你不能没有某种间接方式（引用或Box）就拥有它的值。原因很简单，只需问自己一个问题：枚举值expr必须具有多少字节大小？它肯定至少和String一样大，但Num呢？任意类型都可以实现这个trait，因此为了保证sound，expr必须具有无限大小！

因此，你只能使用traits作为某种指针类型：&Num或Box。指针总是有固定的大小，而trait对象是“fat”指针，在其中保存额外的信息以帮助方法分派。

另外，traits通常用作泛型类型参数的边界。因为泛型是单态化的，它们在编译后变成静态类型，因此它们的大小总是静态已知的，不需要指针。使用泛型应该是默认的方法，只有当你知道泛型无法满足你的需求时，才应该切换到trait对象。

以下是您类型定义的可能变体。使用泛型：

enum Expr<N: Num> {
    Numeric(N),
    Symbol(String)
}

通过引用使用Trait对象：

enum Expr<'a> {  // '
    Numeric(&'a Num + 'a),
    Symbol(String)
}

带有盒子的特性对象：

enum Expr {
    Numeric(Box<Num + 'static>),  // ' // I used 'static because numbers usually don't contain references inside them
    Symbol(String)
}

您可以在官方指南中了解更多关于泛型和特质的信息，不过目前它缺乏有关特质对象的信息。如果您有任何疑问，请随时询问。

更新

'a在

enum Expr<'a> {  // '
    Numeric(&'a Num + 'a),
    Symbol(String)
}

它是一个生命周期参数。它定义了引用的生命周期和Numeric变量内部的特质对象的生命周期。 &'a Num + 'a是一种类型，您可以将其读作“引用后面的特质对象‘a’至少与其一样长，并且其中包含的引用也至少与其一样长”。也就是说，首先，您需要指定'a作为引用生命周期：&'a，其次，您需要指定特质对象内部的生命周期：Num + 'a。后者是必需的，因为特质可以为任何类型实现，包括其中包含引用的类型，因此您需要把这些引用的最小生命周期也放入特质对象类型中，否则对于特质对象的借用检查将不能正确工作。

使用Box时情况非常相似。Box<Num + 'static>是“堆分配的盒子内的特质对象，其中包含的引用至少与'static一样长”。Box类型是堆分配的拥有数据的智能指针。因为它拥有它持有的数据，所以它不像引用那样需要生命周期参数。但是，特质对象仍然可能包含其中的引用，这就是为什么仍然使用Num + 'a的原因；我只选择使用'static生命周期而不是添加另一个生命周期参数。这是因为数值类型通常很简单，其中没有包含引用，而且它等价于'static约束。当然，如果您想要，可以自由添加生命周期参数。

请注意，所有这些变体都是正确的：

&'a SomeTrait + 'a
&'a SomeTrait + 'static
Box<SomeTrait + 'a>  // '
Box<SomeTrait + 'static>

即使这样是正确的，其中 'a 和 'b 是不同的生命周期参数：

&'a SomeTrait + 'b

尽管这很少有用，因为'b必须至少和'a一样长（否则特质对象的内部可能在其自身仍然存在时被使无效），所以您可以同样使用&'a SomeTrait + 'a。