生命周期的限制

给定以下代码

#[derive(Debug)]
struct Foo;

impl Foo {
    fn mutate_and_share(&mut self) -> &Self { &*self }
    fn share(&self) {}
}

fn main() {
    let mut foo = Foo;
    let loan = foo.mutate_and_share();
    foo.share();
    println!("{:?}", loan);
}

你可能期望它能编译。我们调用了 mutate_and_share 函数，它临时可变地借用了 foo，但随后只返回了一个共享引用。因此，我们期望 foo.share() 能够成功，因为 foo 不应该被可变地借用。

然而，当我们尝试编译它时

error[E0502]: cannot borrow `foo` as immutable because it is also borrowed as mutable
  --> src/main.rs:12:5
   |
11 |     let loan = foo.mutate_and_share();
   |                --- mutable borrow occurs here
12 |     foo.share();
   |     ^^^ immutable borrow occurs here
13 |     println!("{:?}", loan);

发生了什么？嗯，我们得到了与上一节示例 2完全相同的推理。我们对程序进行解糖，得到以下结果

struct Foo;

impl Foo {
    fn mutate_and_share<'a>(&'a mut self) -> &'a Self { &'a *self }
    fn share<'a>(&'a self) {}
}

fn main() {
    'b: {
        let mut foo: Foo = Foo;
        'c: {
            let loan: &'c Foo = Foo::mutate_and_share::<'c>(&'c mut foo);
            'd: {
                Foo::share::<'d>(&'d foo);
            }
            println!("{:?}", loan);
        }
    }
}

由于 loan 和 mutate_and_share 的签名，生命周期系统被迫将 &mut foo 的生命周期扩展到 'c。然后，当我们尝试调用 share 时，它发现我们试图给 &'c mut foo 创建别名，并在我们面前爆炸了！

根据我们实际关心的引用语义，这个程序显然是正确的，但生命周期系统过于粗粒度，无法处理这种情况。

不正确地缩短借用

以下代码无法编译，因为 Rust 发现变量 map 被借用了两次，并且无法推断出在第二次借用发生之前，第一次借用不再需要。这是因为 Rust 保守地回退到对第一次借用使用整个作用域。这最终会被修复。

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::collections::HashMap;
use std::hash::Hash;
fn get_default<'m, K, V>(map: &'m mut HashMap<K, V>, key: K) -> &'m mut V
where
    K: Clone + Eq + Hash,
    V: Default,
{
    match map.get_mut(&key) {
        Some(value) => value,
        None => {
            map.insert(key.clone(), V::default());
            map.get_mut(&key).unwrap()
        }
    }
}
}

由于施加的生命周期限制，&mut map 的生命周期与其他可变借用重叠，导致编译错误

error[E0499]: cannot borrow `*map` as mutable more than once at a time
  --> src/main.rs:12:13
   |
4  |   fn get_default<'m, K, V>(map: &'m mut HashMap<K, V>, key: K) -> &'m mut V
   |                  -- lifetime `'m` defined here
...
9  |       match map.get_mut(&key) {
   |       -     --- first mutable borrow occurs here
   |  _____|
   | |
10 | |         Some(value) => value,
11 | |         None => {
12 | |             map.insert(key.clone(), V::default());
   | |             ^^^ second mutable borrow occurs here
13 | |             map.get_mut(&key).unwrap()
14 | |         }
15 | |     }
   | |_____- returning this value requires that `*map` is borrowed for `'m`