Rust的Reborrow机制

最近，在使用Rust时遇到了Reborrow的概念，记录下来以备以后参考。

1. 起因

起因准备对数据进行Min-Max标准化处理，也就是将一系列数据映射到一个新的范围。

首先，需要遍历数据，找出其中的最大值和最小值，然后通过公式改变原始数据集的值。

Min-Max公式：标准化后的值 = (原始值 - 最小值) / (最大值 - 最小值)

简化后的代码如下：

fn main() {
    let mut values = vec![10.5, 22.3, 103.5, 45.75];
    let v = &mut values;
    println!("原始数据: {:#?}", v);

    let mut max = f64::MIN;
    let mut min = f64::MAX;

    for n in v {
        if *n > max {
            max = *n;
        }
        if *n < min {
            min = *n;
        }
    }

    println!("max is {}", max);
    println!("min is {}", min);

    println!("开始Min-Max标准化处理...");
    for n in v {
        *n = (*n - min) / (max - min);
    }

    println!("处理后数据: {:#?}", values);
}

运行时有如下错误：

error[E0382]: use of moved value: `v`
   --> src/main.rs:22:14
    |
3   |     let v = &mut values;
    |         - move occurs because `v` has type `&mut Vec<f64>`, which does not implement the `Copy` trai
t
...
9   |     for n in v {
    |              - `v` moved due to this implicit call to `.into_iter()`
...
22  |     for n in v {
    |              ^ value used here after move
    |

大概是第9行遍历v的找出最大值和最小值时候，可变借用v的使用权已经转移了，

所以在第22行想再次遍历v去修改值的时候，出现错误。

这里，因为Vector没有实现Copy Trait，所以它的可变借用在第一次遍历时，由于隐式的调用了.into_iter()，所有权发生了转移。

如果想多次遍历Vector，可以使用它的不可变借用，比如定义let v = &values;

那么，就可以多次遍历v，因为不可变借用都实现了Copy Trait。

但是，我第二次遍历v的时候，还需要修改其中的值，所以必须定义为可变借用let v = &mut values;

通过查询资料，发现Reborrow的机制可以实现上面的需求。

2. Reborrow概念

借用（Borrow）是Rust中的一个重要概念，它是允许代码访问某个值而不获取其所有权的一种机制。

而Reborrow则是指在一个已存在的借用基础上创建一个新的借用，

这个新的借用可以是不可变的，也可以是可变的（前提是原始借用是可变的，并且没有其他借用存在）。

总的来说，Reborrow通过在已存在的借用上创建新的借用，从而扩展引用的生命周期并在更广泛的作用域内安全地访问值。

3. 解决方法

下面通过实践来检验对Reborrow概念的理解。

回到第一节中遇到的问题，解决方式就是在第一次遍历v时（第9行），不要把所有权转移出去，

这样，第二次遍历v（第22行）的时候，就不会报出"value used here after move"的错误。

根据Reborrow的机制，我们在第9行可以Reborrow可变借用v，这样转移出去的是被再次借用的v，而不是v本身。

改变方法很简单，第9行改为for n in &*v {即可，也就是先还原v(*v)，然后Reborrow(&*v)。

修改后再次运行代码：

$  cargo run

原始数据: [
    10.5,
    22.3,
    103.5,
    45.75,
]
max is 103.5
min is 10.5
开始Min-Max标准化处理...
处理后数据: [
    0.0,
    0.12688172043010754,
    1.0,
    0.3790322580645161,
]

values中的数据可以正常转换了。

注意，这里是将vReborrow成一个不可变借用&*v，因为我第一次遍历时不需要改变v。

如果想vReborrow成一个可变借用，可以写成：&mut *v。