借用检查器抱怨多次借用，但只会发生一次借用

Question

请考虑以下代码（也可在playground上查看）：

pub trait TextStream {
    fn next_str(&mut self) -> Option<&str>;
}

pub struct FilterTextStream<T: TextStream> {
    inner: T,
    maxlen: usize,
}

impl<T: TextStream> TextStream for FilterTextStream<T> {
    fn next_str(&mut self) -> Option<&str> {
        match self.inner.next_str() {
            None => None,
            Some(txt) if txt.len() <= self.maxlen => {
                Some(txt) // <-- this does not compile
                //Some(unsafe {&*(txt as *const str)}) // <-- this fixes the problem
            }
            _ => self.next_str()
        }
    }
}

TextStream 特性类似于迭代器，但其产生的 &str 不具有重叠的生命周期。而 FilterTextStream 则类似于（专门化的）过滤器迭代器。

然而，该代码无法编译，出现以下错误：

error[E0499]: cannot borrow `*self` as mutable more than once at a time
  --> src/main.rs:18:18
   |
11 |     fn next_str(&mut self) -> Option<&str> {
   |                 - let's call the lifetime of this reference `'1`
12 |         match self.inner.next_str() {
   |               ---------- first mutable borrow occurs here
...
15 |                 Some(txt)
   |                 --------- returning this value requires that `self.inner` is borrowed for `'1`
...
18 |             _ => self.next_str()
   |                  ^^^^ second mutable borrow occurs here

我感到惊讶的是，我并不清楚这里是如何两次借用 self。我们要么在第15行返回，要么在第18行返回，只会发生其中之一。我的假设是，这不是一个真正的问题，而是一个借用检查器无法智能处理的情况。我有什么遗漏的吗？

假设我是正确的，我通过使用一个 unsafe 块（请参见注释掉的第16行）来绕过这个错误，人为地 "破坏" 生命周期依赖关系。有没有更好的方法（即没有任何 unsafe 块）可以使这段代码编译？

- Pierre-Antoine

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我认为这是借用检查器当前实现的一个已知问题。不幸的是，我不知道在这种情况下的正确解决方法。 - kmdreko

@kmdreko，感谢您的评论。然而，据我所知，这个RFC已经在稳定版Rust中与版本1.36合并了。因此，您链接中描述的问题可能已经得到解决。但是，可以肯定的是，它与我遇到的问题相似... - Pierre-Antoine

@Pierre-Antoine 我已经提交了错误报告 https://github.com/rust-lang/rust/issues/84361 - Inline

Answer 1

根据The Polonius Talk，rustc目前将函数签名中的生命周期视为在整个函数体中都有效。因此，如果我理解正确，rustc不关心借用是否在不同的匹配分支上。

使用cargo +nightly rustc -- -Zpolonius进行类型检查，代码可以通过，这意味着当Polonius功能完全集成后，代码应该可以在不进行任何更改的情况下通过类型检查。

我找不到比使用unsafe更好的解决方法，就像在问题中的示例中一样，并添加一个注释说可以在某个时刻删除unsafe。

- Max Heiber