关于rust：for <>语法与常规生命周期限制有何不同？


How does for<> syntax differ from a regular lifetime bound?

考虑以下代码：

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trait Trait< T > {}

fn foo<'a>(_b: Box<dyn Trait<&'a usize>>) {}
fn bar(_b: Box<dyn for<'a> Trait<&'a usize>>) {}

函数foo和bar似乎都接受Box>，尽管foo比bar更为简洁。 它们之间有什么区别？

另外，在什么情况下我需要上述的for<>语法？ 我知道Rust标准库在内部使用它(通常与闭包相关)，但是为什么我的代码需要它？

for<>语法称为高等级特征绑定(HRTB)，实际上引入它的主要原因是闭包。

简而言之，foo和bar之间的区别在于，在foo()中，内部usize引用的生存期由函数的调用者提供，而在bar()中，相同的生存期由函数的调用者提供。本身。并且此区别对于foo / bar的实现非常重要。

但是，在这种特殊情况下，当Trait没有使用类型参数的方法时，这种区别是没有意义的，因此让我们假设Trait看起来像这样：

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trait Trait< T > {
    fn do_something(&self, value: T);
}

请记住，生存期参数与通用类型参数非常相似。使用泛型函数时，始终指定其所有类型参数，并提供具体类型，然后编译器使函数单一化。生命周期参数也是如此：当调用具有生命周期参数的函数时，尽管隐式指定了生命周期，但也可以：

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// imaginary explicit syntax
// also assume that there is TraitImpl::new::< T >() -> TraitImpl< T >,
// and TraitImpl< T >: Trait< T >

'a: {
    foo::<'a>(Box::new(TraitImpl::new::<&'a usize>()));
}

现在，foo()可以使用该值进行限制，即可以使用do_something()调用哪些参数。例如，它将不会编译：

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fn foo<'a>(b: Box<Trait<&'a usize>>) {
    let x: usize = 10;
    b.do_something(&x);
}

这不会编译，因为局部变量的生命周期严格小于生命周期参数指定的生命周期(我清楚这是为什么)，因此您无法调用b.do_something(&x)，因为它要求其参数具有生命周期'a，严格大于x。

但是，您可以使用bar执行此操作：

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fn bar(b: Box<for<'a> Trait<&'a usize>>) {
    let x: usize = 10;
    b.do_something(&x);
}

之所以有效，是因为现在bar可以选择所需的生存期，而不是bar的调用者。

当您使用接受引用的闭包时，这确实很重要。例如，假设您要在Option< T >上编写一个filter()方法：

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impl< T > Option< T > {
    fn filter<F>(self, f: F) -> Option< T > where F: FnOnce(&T) -> bool {
        match self {
            Some(value) => if f(&value) { Some(value) } else { None }
            None => None
        }
    }
}

这里的闭包必须接受对T的引用，因为否则将不可能返回该选项中包含的值(这与迭代器上filter()的原因相同)。

但是FnOnce(&T) -> bool中的&T应该具有什么寿命？请记住，我们不仅仅在函数签名中指定生存期，因为存在生存期省略。实际上，编译器会在函数签名内为每个引用插入生命周期参数。 FnOnce(&T) -> bool中的&T应该有一些寿命。因此，扩展上述签名的最"明显"的方式是：

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fn filter<'a, F>(self, f: F) -> Option< T > where F: FnOnce(&'a T) -> bool

但是，这行不通。与上面的Trait的示例一样，生存期'a严格大于此函数中任何局部变量的生存期，包括match语句内的value。因此，由于生命周期不匹配，无法将f应用于&value。用这种签名编写的上述函数将无法编译。

另一方面，如果我们像这样扩展filter()的签名(这实际上是Rust闭包的生存期省略现在的工作方式)：

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fn filter<F>(self, f: F) -> Option< T > where F: for<'a> FnOnce(&'a T) -> bool

然后使用&value作为参数调用f是完全有效的：我们现在可以选择生存期，因此使用局部变量的生存期绝对可以。这就是HRTB非常重要的原因：没有它们，您将无法表达很多有用的模式。

您还可以在Nomicon中阅读有关HRTB的另一种解释。

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