Rust：借用的值必须对静态生命周期有效

Question

Rust：借用的值必须对静态生命周期有效

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我正在使用Rust开发一个玩具光线追踪器项目，但遇到了与生命周期相关的错误。我已将代码简化为以下自包含的失败案例：

struct Material {}

pub struct Sphere<'a> {
    material: &'a Material,
}

pub trait AnySceneObject {}

impl<'a> AnySceneObject for Sphere<'a> {}

pub struct Scene {
    objects: Vec<Box<AnySceneObject>>,
}

fn main() {
    let material = Material {};
    let boxed_sphere: Box<AnySceneObject> = Box::new(Sphere { material: &material });
    Scene { objects: vec![boxed_sphere] };
}

哪个抱怨

error[E0597]: `material` does not live long enough
  --> main.rs:17:74
   |
17 |     let boxed_sphere: Box<AnySceneObject> = Box::new(Sphere { material: &material });
   |                                                                          ^^^^^^^^ does not live long enough
18 |     Scene { objects: vec![boxed_sphere] };
19 | }
   | - borrowed value only lives until here
   |
  = note: borrowed value must be valid for the static lifetime...

error: aborting due to previous error(s)

我希望使用traits来定义场景中的对象，但是我希望Scene对象拥有它们。我的当前理解是这意味着我需要Box或等效物，因为特质对象大小未知。

我还想让对象共享对Material的引用，因为它们不会有很多，尽管它们相对简单并且可以使用Copy，但我不希望有成千上万个相同的副本（因此使用&'a Material）。

我很困惑在这里传递&material为什么有问题：由于值是最后一个先被删除，所以Scene会首先被删除，允许boxed_sphere被删除（因为它现在拥有一个拥有Box的Vec），然后可以删除material，没有问题？因为我将名为material的值保留了整个函数范围，所以它似乎应该至少与函数中的另外两个值一样长寿。

另外有点令人困惑的是，注释掉Scene的实例化可以解决问题，原因我不理解。

- skelley

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Pavel Strakhov · Accepted Answer

首先，如果您有成千上万的场景对象，将它们放在一个盒子里（基本上是一个堆对象）绝对不是一个好主意。

这个错误被称为因为Box的内容不能有任何可能过期的引用。您可以移动一个Box，并且它可能永远不会被删除，直到进程结束，因此它持有的任何引用都必须具有'static生命周期。

您可以通过使用Box<T + 'a>来表示它将具有有限的寿命来修复它：

pub struct Scene<'a> {
    objects: Vec<Box<AnySceneObject + 'a>>,
}

您也可以使用Vec<&Trait>来存储实现特质的不同对象的引用集合。以下代码可编译：

pub struct Scene<'a> {
    objects: Vec<&'a AnySceneObject>,
}

fn main() {
    let material = Material {};
    let sphere = Sphere { material: &material };
    Scene {
        objects: vec![&sphere] 
    };
}

如果您知道您的特质的所有可能实现，则可以将其替换为枚举。这将使代码执行更高效，因为您将拥有一个拥有枚举而不是引用的向量。