4.5 dyn Trait 生命周期
译文 · 基于 Learning Rust
dyn Trait 生命周期
原文链接: https://quinedot.github.io/rust-learning/dyn-trait-lifetime.html
如前所述，每个 dyn Trait 都有一个「trait 对象生命周期」。尽管常被省略，生命周期始终存在。
生命周期是必要的，因为实现 Trait 的类型未必在所有地方都有效。例如，&'s String 对任意生命周期 's 都实现 Display。若将 &'s String 类型擦除为 dyn Display，Rust 需要跟踪该生命周期，以免在引用失效后仍尝试打印该值。
因此可以将 &'s String 强制转换为 dyn Display + 's，但不能转换为 dyn Display + 'static。
看几个例子：
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| # use core::fmt::Display;
fn fails() -> Box<dyn Display + 'static> {
let local = String::new();
// 该引用不能长于函数体
let borrow = &local;
// 可以强制转换为 `dyn Display`...
let bx: Box<dyn Display + '_> = Box::new(borrow);
// 但生命周期不能是 `'static`，因此这是错误
bx
}
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| # use core::fmt::Display;
// 根据函数生命周期省略规则，这没问题：`dyn Display + '_` 的生命周期
// 与 `&String` 相同，且我们知道引用在该时长内有效，否则无法调用该函数。
fn works(s: &String) -> Box<dyn Display + '_> {
Box::new(s)
}
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涉及多个生命周期时
再试一个生命周期更复杂的 struct 例子。
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| trait Trait {}
// 使用 `*mut` 使生命周期不变
struct MultiRef<'a, 'b>(*mut &'a str, *mut &'b str);
impl Trait for MultiRef<'_, '_> {}
fn foo<'a, 'b>(mr: MultiRef<'a, 'b>) {
let _: Box<dyn Trait + '_> = Box::new(mr);
}
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这能编译，但 'a 可能比 'b 长，或 'b 可能比 'a 长，都没有限制。那么 dyn Trait 的生命周期是什么？不能是 'a 或 'b：
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| # trait Trait {}
# #[derive(Copy, Clone)] struct MultiRef<'a, 'b>(*mut &'a str, *mut &'b str);
# impl Trait for MultiRef<'_, '_> {}
// 两者都失败
fn foo<'a, 'b>(mr: MultiRef<'a, 'b>) {
let _: Box<dyn Trait + 'a> = Box::new(mr);
let _: Box<dyn Trait + 'b> = Box::new(mr);
}
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此时编译器推断某个生命周期，记为 'c，使得 'a 和 'b 在 'c 的整个期间都有效。
即 'c 位于 'a 和 'b 的交集中。
任何 'a 和 'b 都有效的生命周期都可以：
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| # trait Trait {}
# struct MultiRef<'a, 'b>(*mut &'a str, *mut &'b str);
# impl Trait for MultiRef<'_, '_> {}
// `'c` 必须在 `'a` 和 `'b` 的交集内
fn foo<'a: 'c, 'b: 'c, 'c>(mr: MultiRef<'a, 'b>) {
let _: Box<dyn Trait + 'c> = Box::new(mr);
}
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注意这与 'a + 'b 不同——那是 'a 和 'b 的并集。遗憾的是，没有简洁语法表示 'a 和 'b 的交集。