Rust结构体可以借用“&'a mut self”两次，那么为什么trait不能呢？

bvk5enib 于 2023-01-13 发布在其他

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以下 rust eclipse 代码compiles successfully：

struct StructNothing;

impl<'a> StructNothing {
    fn nothing(&'a mut self) -> () {}

    fn twice_nothing(&'a mut self) -> () {
        self.nothing();
        self.nothing();
    }
}

然而，如果我们尝试将其打包到trait中，it fails：

pub trait TraitNothing<'a> {
    fn nothing(&'a mut self) -> () {}

    fn twice_nothing(&'a mut self) -> () {
        self.nothing();
        self.nothing();
    }
}

这给我们：

error[E0499]: cannot borrow `*self` as mutable more than once at a time
 --> src/lib.rs:6:9
  |
1 | pub trait TraitNothing<'a> {
  |                        -- lifetime `'a` defined here
...
5 |         self.nothing();
  |         --------------
  |         |
  |         first mutable borrow occurs here
  |         argument requires that `*self` is borrowed for `'a`
6 |         self.nothing();
  |         ^^^^ second mutable borrow occurs here

为什么第一个版本是允许的，而第二个版本是禁止的？
有没有办法让编译器相信第二个版本是可以的？

背景和动机

像rust-csv这样的库希望支持流、零拷贝解析，因为它比分配内存快25到50倍（根据基准测试）. But Rust's built-in Iterator trait can't be used for this，因为没有办法实现collect()。目标是定义一个StreamingIterator trait，它可以被rust-csv和几个类似的库共享，但是迄今为止实现它的每一种尝试都遇到了上述问题。

rust

来源：https://stackoverflow.com/questions/26192564/rust-struct-can-borrow-a-mut-self-twice-so-why-cant-a-trait

4条答案

按热度按时间

osh3o9ms1#

以下是弗朗西斯使用隐式生存期的答案的扩展，但它允许返回值受生存期限制：

pub trait TraitNothing<'a> {
    fn change_it(&mut self);

    fn nothing(&mut self) -> &Self {
        self.change_it();
        self
    }

    fn bounded_nothing(&'a mut self) -> &'a Self {
        self.nothing()
    }

    fn twice_nothing(&'a mut self) -> &'a Self {
        // uncomment to show old fail
        // self.bounded_nothing();
        // self.bounded_nothing()
        self.nothing();
        self.nothing()
    }
}

它并不完美，但是你可以在其他方法中多次调用具有隐式生存期的方法change_it和nothing。我不知道这是否能解决你真实的的问题，因为最终self在trait方法中具有泛型类型&mut Self，而在struct中具有类型&mut StructNothing，并且编译器不能保证Self不't包含引用。此解决方法确实解决了代码示例的问题。

赞(0）回复(0）举报 2023-01-13

w3nuxt5m2#

如果你把生存期参数放在每个方法上，而不是trait本身上，it compiles：

pub trait TraitNothing {
    fn nothing<'a>(&'a mut self) -> () {}

    fn twice_nothing<'a>(&'a mut self) -> () {
        self.nothing();
        self.nothing();
    }
}

赞(0）回复(0）举报 2023-01-13

mv1qrgav3#

似乎没有人回答“为什么”，所以我来了。
重点是：* 在trait中，我们调用来自同一trait的方法。然而，在free impl中，我们不调用来自同一impl的方法。
什么？我们肯定从同一个impl调用方法吗？
让我们更准确地说：我们从相同的impl调用方法，但不使用相同的泛型参数 *。
您的免费impl基本上等同于以下内容：

impl StructNothing {
    fn nothing<'a>(&'a mut self) {}

    fn twice_nothing<'a>(&'a mut self) {
        self.nothing();
        self.nothing();
    }
}

因为impl的泛型生存期是浮点的，所以可以为每个方法单独选择。编译器不调用<Self<'a>>::nothing(self)，而是调用<Self<'some_shorter_lifetime>>::nothing(&mut *self)。
另一方面，trait的情况完全不同，我们唯一能确定的是Self: Trait<'b>，我们不能用更短的生存期调用nothing()，* 因为Self可能没有实现更短生存期的Trait *，因此，我们被迫调用<Self as Trait<'a>>::nothing(self)，结果是我们在为重叠区域借用。
由此我们可以推断出，如果我们告诉编译器Self在 * 任意 * 生存期内实现Trait，它将工作：

fn twice_nothing(&'a mut self)
where
    Self: for<'b> TraitNothing<'b>,
{
    (&mut *self).nothing();
    (&mut *self).nothing();
}

...除了因为issue #84435而无法编译，所以我不知道这是否会成功：（

赞(0）回复(0）举报 2023-01-13

z0qdvdin4#

这真的令人惊讶吗？
你所做的Assert是&mut self至少持续'a的生存期。
在前一种情况下，&mut self是指向结构体的指针。由于借位完全包含在nothing()中，因此不会发生指针别名。
在后一种情况下，&mut self是一个指针 * 指向一个指针 * 指向trait的一个结构体+一个vtable，你在'a的持续时间内锁定了指向TraitNothing的结构体;即每次执行整个函数。
通过删除'a，您隐式地使用了'static，这意味着impl将永久存在，所以这很好。
如果您想解决这个问题，可以将&'a TraitNothing转换为&'static TraitNothing......但我非常肯定这不是您想要做的。
这就是为什么我们在Rust中需要块作用域（'b: { .... }）...
Try using dummy lifetimes perhaps?

赞(0）回复(0）举报 2023-01-13

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Rust结构体可以借用“&'a mut self”两次，那么为什么trait不能呢？

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