Rust: lifetime

Rust的lifetime算是它最重要的特性之一，也不大好理解，特别是官方文档的介绍有些太过简略，容易让人误解。

这篇文章：

Rust Lifetimes

应该可以解答很多人疑惑，特别是有关lifetime的一些基础性的知识。

同时，参照其它的文章，在于总结一下关于Rust语言里的lifetime语法。

1. “lifetime”是指谁的lifetime?

lifetime是指reference的lifetime。它并不对应资源的生命周期，那是由move和borrow来控制的。同样，函数也是没有生命周期的，所以函数

fn foo<'a>(c: &'a i32) -> &'a i32

里的'a跟函数本身在何处被使用没有关系，它是被参数c的生命周期赋值的。

同时，&'a代表了一个生命周期为a的引用， 它们是一起的，比如，不会有&mut 'a，而是得写成&'a mut.

2. lifetime用来做什么？

来让编译器可以确定访问一个reference引用的对象是否安全。可以确保不会发生“use after free"错误，因此能让数据被安全地共享。

3. lifetime的值?

是什么？

首先，得明确一个”reference"的生命周期是什么？

 fn foo() {
     let a = &1;
     let b = a;
     ...
 }

一个reference的生命周期就是指在哪个代码区间可以用这个reference。比如，在上边的例子中，a可以在第2行至第4行被使用，b可以在第3行至第4行被使用。这个范围在代码编译时就确定了，不会延伸到任何其它区域，因为reference并不存在move和borrow这种语法，reference始终都是按值copy的。

还有一个隐晦但我不能确定的地方，从各种例子上看，假如我们在第4行去评估a和b的lifetime，那么它们是相等的。所以，看起来当lifetime被真正求值的时候，它的值的起点是被求值的那一行，终点是它不能再被使用的地方(在上例中是最后一个花括号)。

如何赋值？

lifetime的抽象程序使得它不合适程序员显式地指明其值。每个reference相关的lifetime的值都是由编译器确定的。

程序员能做的是将一个reference传给函数，同时这个reference的lifetime也会被传给这个函数作为参数。例如：

fn main() {
    let a = &1;
    let b = a;
    let c = foo(a, b);
    println!("{}", c);
}

fn foo<'a>(first: &'a i32, second: &'a i32) -> &'a i32 {
    return second;
}

在调用foo时，a和b的lifetime被传给foo，使得foo的签名中的'a有了确定的值，因此返回值的lifetime也被确定。此时，如果返回值被赋值到的引用的lifetime比'a大，那么编译器就会报错。

注意，这里c的lifetime可以比'a要小，这里的小是指，它的lifetime被'a包括。

比如，可以这样：

fn main() {
    let a = &1;
    let b = a;
    {
        let c = foo(a, b);
    }
    println!("{}", a);
}

4 编译器检查lifetime的规则是什么？

这个可以看这篇文章：生命周期（ Lifetime ）

要推导Lifetime是否合法，先明确两点：

• 输出值（也称为返回值）依赖哪些输入值
• 输入值的Lifetime大于或等于输出值的Lifetime (准确来说：子集，而不是大于或等于)

Lifetime推导公式： 当输出值R依赖输入值X Y Z ...，当且仅当输出值的Lifetime为所有输入值的Lifetime交集的子集时，生命周期合法。

    Lifetime(R) ⊆ ( Lifetime(X) ∩ Lifetime(Y) ∩ Lifetime(Z) ∩ Lifetime(...) )