rust生命期 - 技术栈

一、生命期是什么

生命期，又叫生存期，就是变量的有效期。

实例1

{
    let r;
    {
        let x = 5;
        r = &x;
    }
    println!("r: {}", r);
}

编译错误，原因是r所引用的值已经被释放。

上图中的绿色范围'a表示r的生命期，蓝色范围'b表示x的生命期。

实例2

fn longer(s1: &String, s2: &String) -> &String {
    if s2.len() > s1.len() {
        s2
    } else {
        s1
    }
}
fn main() {
    let r;
    {
         let s1 = "rust".to_string();
         let s2 = "ecmascript".to_string();
         r = longer(&s1, &s2);
    }
    println!("{} is longer", r);
}

longer函数取s1和s2两个字符串较长的一个返回其引用值。但这段代码不会通过编译，原因是最后使用r的时候，s1和s2都已经失效了。虽然可以把r的使用移到s1和s2的生命期以内避免错误，但对于函数来说，它并不知道调用者如何使用它，所以为了保障自己传递出去的值始终是可使用的，就要消除一切危险，直接不能通过编译。

所以下面代码编译错误

fn longer(s1: &String, s2: &String) -> &String {
    if s2.len() > s1.len() {
        s2
    } else {
        s1
    }
}
fn main() {
    let r;
    {
         let s1 = "rust".to_string();
         let s2 = "ecmascript".to_string();
         r = longer(&s1, &s2);
        println!("{} is longer", r);
    }
}

二、标明生命期

虽然生命期的含义是变量的有效期，但其实只应用于引用。

一些场景，必须显式标明引用的生命期。

标明生命期，并不是改变引用的有效期，只是显式告诉编译器引用的有效期。悬垂引用的问题还存在，还需要程序员自己处理。

（一）生命期注释是标明引用生命期的办法。

语法格式：

用单引号开头，跟着生命期名字：

&i32 // 常规引用
&'lifea i32 // 含有生命期注释的引用
&'lifeb mut i32 // 含有生命期注释的可变引用

（二）特殊生命期

'static

'static表示的生命期是从程序运行开始到程序运行结束。

所有字符串字面量都是 &'static str

三、使用生命期

（一）函数中使用生命期

改造longer函数：

fn longer<'a>(s1: &'a String, s2: &'a String) -> &'a String {
    if s2.len() > s1.len() {
        s2
    } else {
        s1
    }
}
fn main() {
    let r;
    {
         let s1 = "rust".to_string();
         let s2 = "ecmascript".to_string();
         r = longer(&s1, &s2);
        println!("{} is longer", r);
    }
}

我们把生命期作为泛型参数，标明函数返回值的生命期与两个参数的生命期是一样的，这样就能编译通过了。意思是只要返回值和参数的生命期一样时，就能使用longer函数。

（二）结构体中使用生命期

fn main() {
    struct Str<'a> {
        content: &'a str
    }
    let s = Str {
        content: "string_slice"
    };
    println!("s.content = {}", s.content);
}

方法定义
impl<'a> Str<'a> {
    fn get_content(&self) -> &str {
        self.content
    }
}

这里返回值并没有标明生命期，但是加上也无妨。这是一个历史问题，早期Rust不支持生命期自动判断，所有的生命期必须严格声明，但现在的Rust已经支持了。