https://blog.csdn.net/vince1998/article/details/138324413

生命周期为什么要提出、是什么、怎么用
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生命周期为什么要提出、是什么、怎么用
一、生命周期为什么要提出
二、生命周期是什么
三、生命周期怎么用
1、生命周期标注
（1）引用类型标注
（2）函数参数生命周期标注
（3）结构体字段中生命周期标注
（4）方法中生命周期声明
（5）静态生命周期
2、赋值时生命周期规则
3、生命周期消除
四、特别案例
一、生命周期为什么要提出
生命周期的主要作用是避免悬垂引用，它会导致程序引用了本不该引用的数据

{
    let r;

    {
        let x = 5;
        r = &x;
    }//x已失效

    println!("r: {}", r);//r此时引用了一个无效数据，称r为悬垂引用，报错
}
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二、生命周期是什么
通过生命周期的分析，确保所有权和借用的正确性，感觉可以说生命周期又是Rust本身的一种语言特性。。。。

三、生命周期怎么用
1、生命周期标注
生命周期标注通常是用在引用类型上的。

标注方式是‘+生命周期名称

（1）引用类型标注
&i32        // 一个引用
&'a i32     // 具有显式生命周期的引用，生命周期名称是a
&'a mut i32 // 具有显式生命周期的可变引用
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（2）函数参数生命周期标注
fn useless<'a>(first: &'a i32, second: &'a i32) {}
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函数名称后的<'a>只是生命周期名称声明，类似泛型也需要在函数名称后声明一样

上面的意思是，first参数和second参数的生命周期名称为‘a，这两个参数的实际生命周期是大于等于’a的

fn print_refs<'a, 'b>(x: &'a i32, y: &'b i32) {
    println!("x is {} and y is {}", x, y);
}
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这段代码的意思是print_refs 有两个引用参数，它们的生命周期 'a 和 'b 至少得跟函数活得一样久

（3）结构体字段中生命周期标注
#[derive(Debug)]
struct ImportantExcerpt<'a> {
    part: &'a str,
}

fn main() {
    let novel = String::from("Call me Ishmael. Some years ago...");
    let first_sentence = novel.split('.').next().expect("Could not find a '.'");
    let i = ImportantExcerpt {
        part: first_sentence,
    };
}
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这段代码的意思是，结构体和结构体实例的生命周期为’a，结构体ImportantExcerpt 所引用的字符串 str 生命周期需要大于等于该结构体的生命周期，否则报错。

那你可能会问，字段引用怎么才会小于结构体的生命周期，那我们来看一个相关例子

#[derive(Debug)]
struct ImportantExcerpt<'a> {
    part: &'a str,
}

fn main() {
    let i;
    {
        let novel = String::from("Call me Ishmael. Some years ago...");
        let first_sentence = novel.split('.').next().expect("Could not find a '.'");
        i = ImportantExcerpt {
            part: first_sentence,
        };
    }// String::from("Call me Ishmael. Some years ago...")已失效
    println!("{:?}",i);//i拥有的结构体中的字段指向失效的地址内容，也就是悬垂指针，报错
}
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此时就会报错

error[E0597]: `novel` does not live long enough
  --> src/main.rs:10:30
   |
10 |         let first_sentence = novel.split('.').next().expect("Could not find a '.'");
   |                              ^^^^^^^^^^^^^^^^ borrowed value does not live long enough
...
14 |     }
   |     - `novel` dropped here while still borrowed
15 |     println!("{:?}",i);
   |                     - borrow later used here

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（4）方法中生命周期声明
impl<'a> ImportantExcerpt<'a> {
    fn announce_and_return_part<'b>(&'a self, announcement: &'b str) -> &'b str
    where
        'a: 'b,//约束，b生命周期要小于a的生命周期
    {
        println!("Attention please: {}", announcement);
        self.part
    }
}

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（5）静态生命周期
let s: &'static str = "我没啥优点，就是活得久，嘿嘿";
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生命周期 'static 意味着能和程序活得一样久，例如字符串字面量和特征对象
实在遇到解决不了的生命周期标注问题，可以尝试 T:'static，有时候它会给你奇迹
2、赋值时生命周期规则
fn longest<'a:'b,'b>(x: &'a str, y: &'b str) -> &'b str {
    if x.len() > y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}
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在返回值有多个 不同生命周期 的值返回时，要求返回类型是 所有返回值中 生命周期最小的那个。
这里有一个生命周期赋值的基本原则

短命的才可以引用长命的，长命的引用短命的，当长命的想使用短命的，万一短命的已经挂了，那就发生悬挂引用现象，导致报错。

声明生命周期之间的长短关系，以上面的函数longest为例子，'a:'b表示为，在’a、'b两个生命周期中，'b的生命周期小于’a的生命周期。

那么在函数体内，无论返回x还是y，返回类型的生命周期至少都是小于或等于x和y的，满足借用安全，不会发生悬垂引用

3、生命周期消除
实际上，对于编译器来说，每一个引用类型都有一个生命周期，那么为什么我们在使用过程中，很多时候无需标注生命周期？例如

fn first_word(s: &str) -> &str {
    let bytes = s.as_bytes();

    for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
        if item == b' ' {
            return &s[0..i];
        }
    }

    &s[..]
}
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该函数的参数和返回值都是引用类型，尽管我们没有显式的为其标注生命周期，编译依然可以通过。其实原因不复杂，编译器为了简化用户的使用，运用了生命周期消除大法。

减少了程序员的工作量

但是在生命周期消除不是万能的，需要注意的是

消除规则不是万能的，若编译器不能确定某件事是正确时，会直接判为不正确，那么你还是需要手动标注生命周期
函数或者方法中，输入参数的生命周期被称为 输入生命周期，返回值的生命周期被称为 输出生命周期
然后生命周期消除主要遵循一下三个规则

每一个引用参数都会获得独自的生命周期
例如一个引用参数的函数就有一个生命周期标注: fn foo<'a>(x: &'a i32)，两个引用参数的有两个生命周期标注:fn
foo<'a, 'b>(x: &'a i32, y: &'b i32), 依此类推

若只有一个输入生命周期(函数参数中只有一个引用类型)，那么该生命周期会被赋给所有的输出生命周期，也就是所有返回值的生命周期都等于该输入生命周期
例如函数 fn foo(x: &i32) -> &i32，x 参数的生命周期会被自动赋给返回值 &i32，因此该函数等同于 fn
foo<'a>(x: &'a i32) -> &'a i32

若存在多个输入生命周期，且其中一个是 &self 或 &mut self，则 &self 的生命周期被赋给所有的输出生命周期
拥有 &self 形式的参数，说明该函数是一个 方法，该规则让方法的使用便利度大幅提升。

四、特别案例
看一段代码

struct Interface<'a> {
    manager: &'a mut Manager<'a>
}

impl<'a> Interface<'a> {
    pub fn noop(self) {
        println!("interface consumed");
    }
}

struct Manager<'a> {
    text: &'a str
}

struct List<'a> {
    manager: Manager<'a>,
}

impl<'a> List<'a> {
    pub fn get_interface(&'a mut self) -> Interface {//Interface生命周期和List实例生命周期相同
        Interface {
            manager: &mut self.manager
        }
    }
}

fn main() {
    let mut list = List {
        manager: Manager {
            text: "hello"
        }
    };

    list.get_interface().noop();

    println!("Interface should be dropped here and the borrow released");

    // 下面的调用会失败，因为同时有不可变/可变借用
    // 但是Interface在之前调用完成后就应该被释放了
    use_list(&list);
}

fn use_list(list: &List) {
    println!("{}", list.manager.text);
}

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发生错误

error[E0502]: cannot borrow `list` as immutable because it is also borrowed as mutable // `list`无法被借用，因为已经被可变借用
  --> src/main.rs:40:14
   |
34 |     list.get_interface().noop();
   |     ---- mutable borrow occurs here // 可变借用发生在这里
...
40 |     use_list(&list);
   |              ^^^^^
   |              |
   |              immutable borrow occurs here // 新的不可变借用发生在这
   |              mutable borrow later used here // 可变借用在这里结束

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这是因为Interface生命周期和List实例生命周期相同

  pub fn get_interface(&'a mut self) -> Interface {//Interface生命周期和List实例生命周期相同
        Interface {
            manager: &mut self.manager
        }
    }
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然后主函数后面

list.get_interface().noop();//interface还没有drop
println!("Interface should be dropped here and the borrow released");
use_list(&list);//这句之后interface才drop，但是已经同时出现可变引用和不可变引用
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那我们可以这样改

struct Interface<'b, 'a: 'b> {
    manager: &'b mut Manager<'a>
}

impl<'b, 'a: 'b> Interface<'b, 'a> {
    pub fn noop(self) {
        println!("interface consumed");
    }
}

struct Manager<'a> {
    text: &'a str
}

struct List<'a> {
    manager: Manager<'a>,
}

impl<'a> List<'a> {
    pub fn get_interface<'b>(&'b mut self) -> Interface<'b, 'a>
    where 'a: 'b {
        Interface {
            manager: &mut self.manager
        }
    }
}

fn main() {

    let mut list = List {
        manager: Manager {
            text: "hello"
        }
    };

    list.get_interface().noop();

    println!("Interface should be dropped here and the borrow released");

    // 下面的调用可以通过，因为Interface的生命周期不需要跟list一样长
    use_list(&list);
}

fn use_list(list: &List) {
    println!("{}", list.manager.text);
}

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作者给出修改后的代码
impl<'a> List<'a> {
    pub fn get_interface<'b>(&'b mut self) -> Interface<'b, 'a>
    where 'a: 'b {
        Interface {
            manager: &mut self.manager
        }
    }
}
因为 'a: 'b，调用此方法的引用和interface生命周期的长度是一样的，当主函数的
list.get_interface().noop();
结束后
interface其实是可以死(可以比list的生命周期短)的，所以关于manager: &mut self.manager的可变引用也是可以死了的，所以不会后续的
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                            版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
                        
原文链接：https://blog.csdn.net/vince1998/article/details/138324413