Время жизни Rust для структурных ссылок
Я только начал с Rust, но не могу понять, сколько жизней я могу решить, самостоятельно решив следующую проблему:
Этот тестовый проект о симуляции битов, позволяющих отслеживать его с помощью различных побитовых операций, например let newbit = oldbit1 ^ oldbit2
и глядя на newbit
Я могу сказать, что после операции XOR с oldbit1
а также oldbit2
как операнды.
#[derive(Copy,Clone)]
pub enum TraceOperation {
AND,
OR,
XOR,
NOT,
}
#[derive(Copy,Clone)]
pub struct TraceBit<'a> {
source_a: Option<&'a TraceBit<'a>>,
source_b: Option<&'a TraceBit<'a>>,
source_op: Option<TraceOperation>,
value: bool,
}
Это компилируется, но я не до конца понимаю, почему параметры времени жизни так нужны. Я предполагаю, что компилятор не может ожидать, что члены source_a
а также source_b
жить до тех пор, пока сама структура не может быть верной, поэтому требуются явные времена жизни.
- это предположение правильно?
Кроме того, я не до конца понимаю, почему мне нужно заново указывать параметр времени жизни для ссылочного типа, т.е. зачем мне писать source_a: Option<&'a TraceBit<'a>>
в отличие от source_a: Option<&'a TraceBit>
,
- Для чего используется вторая жизнь? Как мне прочитать эту строку вслух? Я имею:
"
source_a
переменная типаOption
что может иметьSome
ссылка (действительна, по крайней мере, до тех пор, пока сама структура и пока членsource_b
) к примеруTraceBit
"
Моя последняя проблема заключается в том, что я не могу заставить его работать с использованием перегруженного оператора:
use std::ops::BitXor;
impl<'a> BitXor for TraceBit<'a> {
type Output = Self;
fn bitxor(self, rhs: Self) -> Self {
let valA: usize = if self.value { 1 } else { 0 };
let valB: usize = if rhs.value { 1 } else { 0 };
let val = if valA ^ valB != 0 { true } else { false };
TraceBit { source_a: Some(&self), source_b: Some(&rhs), source_op: Some(TraceOperation::XOR), value: val }
}
}
Это в основном чистое предположение, основанное на документации BitXor. Итак, что я пытаюсь сделать в очень явной форме, это выполнить операцию xor над двумя входными переменными и создать новую TraceBit
как вывод с входами, сохраненными в нем как ссылка.
error[E0597]: `self` does not live long enough
--> libbittrace/src/lib.rs:37:30
|
37 | TraceBit { source_a: Some(&self), source_b: Some(&rhs), source_op: Some(TraceOperation::XOR), value: val }
| ^^^^ does not live long enough
38 | }
| - borrowed value only lives until here
|
note: borrowed value must be valid for the lifetime 'a as defined on the impl at 31:1...
--> libbittrace/src/lib.rs:31:1
|
31 | / impl<'a> BitXor for TraceBit<'a> {
32 | | type Output = Self;
33 | | fn bitxor(self, rhs: Self) -> Self {
34 | | let valA: usize = if self.value { 1 } else { 0 };
... |
40 | |
41 | | }
| |_^
error[E0597]: `rhs` does not live long enough
--> libbittrace/src/lib.rs:37:53
|
37 | TraceBit { source_a: Some(&self), source_b: Some(&rhs), source_op: Some(TraceOperation::XOR), value: val }
| ^^^ does not live long enough
38 | }
| - borrowed value only lives until here
|
note: borrowed value must be valid for the lifetime 'a as defined on the impl at 31:1...
--> libbittrace/src/lib.rs:31:1
|
31 | / impl<'a> BitXor for TraceBit<'a> {
32 | | type Output = Self;
33 | | fn bitxor(self, rhs: Self) -> Self {
34 | | let valA: usize = if self.value { 1 } else { 0 };
... |
40 | |
41 | | }
| |_^
error: aborting due to 2 previous errors
- Кажется, ничто не живет дольше, чем сама операция xor, но как я могу решить эту проблему?
Я пробовал различные обходные пути / изменения в коде, но безрезультатно, и в любом случае мне больше нравится понимать проблему, чем угадывать правильное решение....
2 ответа
Древовидные структуры должны использовать Box
тип указателя (Option<Box<TraceBit>>
). В целом, в структурах вы должны предпочитать собственные типы.
Ссылки на Rust - это не просто указатели. Это заимствования (блокировки чтения / записи во время компиляции) данных, которые должны существовать как принадлежащие где-то еще.
Так что если у вас есть собственная версия TraceBit
:
pub struct TraceBit {
source_a: Option<Box<TraceBit>>,
}
тогда ссылка на него имеет тип: &'a TraceBit
, но ссылки на тип не изменяют внешний вид типа, поэтому тип source_a
все еще Box<TraceBit>
, Вы можете продолжать получать &'a TraceBit
ссылки рекурсивно шаг за шагом:
trace_bit = trace_bit.source_a.as_ref().unwrap();
но в Rust нет конструкции, в которой взятие ссылки на корень дерева внезапно превращает все дерево в дерево ссылок, поэтому создаваемый вами тип не может существовать, и поэтому вы не можете получить правильные аннотации типов.
Возможно, вместо того, чтобы передавать ссылки, вы должны использовать содержащийся и клонируемый тип имени.
use std::rc::Rc;
#[derive(Debug)]
pub enum TraceOperation {
AND,
OR,
XOR,
NOT,
}
#[derive(Debug)]
pub enum BitName<T> {
Name(Rc<T>),
Combination(Rc<(TraceOperation, BitName<T>, BitName<T>)>),
}
impl<T> Clone for BitName<T> {
fn clone(&self) -> Self {
match self {
&BitName::Name(ref x) => BitName::Name(Rc::clone(x)),
&BitName::Combination(ref x) => BitName::Combination(Rc::clone(x)),
}
}
}
impl<T> From<T> for BitName<T> {
fn from(x:T) -> Self {
BitName::Name(Rc::new(x))
}
}
impl<T> BitName<T> {
pub fn combine(op : TraceOperation, a : &Self, b :&Self) -> Self {
BitName::Combination(Rc::new((op, (*a).clone(), (*b).clone())))
}
}
fn main() {
let x : BitName<String> = BitName::from(String::from("x"));
let y : BitName<String> = BitName::from(String::from("y"));
let xandy = BitName::combine(TraceOperation::AND, &x, &y);
println!("{:?}", xandy);
}