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@ -34,84 +34,81 @@ fn main(){
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因为我们试图同时使用值和值的引用,最终所有权转移和借用一起发生了。所以,这个问题貌似并没有那么好解决,不信你可以回想下自己具有的知识,是否可以解决?
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#### 使用ouroboros
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对于自引用结构体,三方库也有支持的,其中一个就是`ouroboros`,当然它也有自己的限制,我们后面会提到,先来看看该如何使用:
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## 使用Option
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最简单的方式就是使用`Opiton`分两步来实现:
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```rust
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use ouroboros::self_referencing;
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#[derive(Debug)]
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struct WhatAboutThis<'a> {
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name: String,
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nickname: Option<&'a str>,
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}
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#[self_referencing]
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struct SelfRef {
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value: String,
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fn main() {
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let mut tricky = WhatAboutThis {
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name: "Annabelle".to_string(),
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nickname: None,
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};
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tricky.nickname = Some(&tricky.name[..4]);
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#[borrows(value)]
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pointer_to_value: &'this str,
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println!("{:?}", tricky);
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}
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```
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fn main(){
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let v = SelfRefBuilder {
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value: "aaa".to_string(),
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pointer_to_value_builder: |value: &String| value,
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}.build();
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在某种程度上来说,`Option`这个方法可以工作,但是这个方法的限制较多,例如从一个函数创建并返回它是不可能的:
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```rust
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fn creator<'a>() -> WhatAboutThis<'a> {
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let mut tricky = WhatAboutThis {
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name: "Annabelle".to_string(),
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nickname: None,
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};
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tricky.nickname = Some(&tricky.name[..4]);
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// 借用value值
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let s = v.borrow_value();
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// 借用指针
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let p = v.borrow_pointer_to_value();
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// value值和指针指向的值相等
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assert_eq!(s, *p);
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tricky
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}
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```
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可以看到,`ouroboros`使用起来并不复杂,就是需要你去按照它的方式创建结构体和引用类型:`SelfRef`变成`SelfRefBuilder`,引用字段从`pointer_to_value`变成`pointer_to_value_builder`,并且连类型都变了。
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报错如下:
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```console
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|
error[E0515]: cannot return value referencing local data `tricky.name`
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--> src/main.rs:24:5
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22 | tricky.nickname = Some(&tricky.name[..4]);
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| ----------- `tricky.name` is borrowed here
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23 |
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24 | tricky
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| ^^^^^^ returns a value referencing data owned by the current function
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```
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在使用时,通过`borrow_value`来借用`value`的值,通过`borrow_pointer_to_value`来借用`pointer_to_value`这个指针。
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其实从函数签名就能看出来端倪,`'a`生命周期是凭空产生的!
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看上去很美好对吧?但是你可以尝试着去修改`String`字符串的值试试,`ouroboros`限制还是较多的,但是对于基本类型依然是支持的不错,以下例子来源于官方:
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如果是通过方法使用,你需要一个无用`&'a self`生命周期标识,一旦有了这个标识,代码将变得更加受限,你将很容易就获得借用错误,就连NLL规则都没用:
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```rust
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use ouroboros::self_referencing;
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#[derive(Debug)]
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struct WhatAboutThis<'a> {
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name: String,
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|
nickname: Option<&'a str>,
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|
}
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#[self_referencing]
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struct MyStruct {
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int_data: i32,
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float_data: f32,
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#[borrows(int_data)]
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int_reference: &'this i32,
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#[borrows(mut float_data)]
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float_reference: &'this mut f32,
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impl<'a> WhatAboutThis<'a> {
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fn tie_the_knot(&'a mut self) {
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self.nickname = Some(&self.name[..4]);
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}
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}
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fn main() {
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let mut my_value = MyStructBuilder {
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int_data: 42,
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float_data: 3.14,
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|
int_reference_builder: |int_data: &i32| int_data,
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|
float_reference_builder: |float_data: &mut f32| float_data,
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|
}.build();
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// Prints 42
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println!("{:?}", my_value.borrow_int_data());
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// Prints 3.14
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|
println!("{:?}", my_value.borrow_float_reference());
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// Sets the value of float_data to 84.0
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|
my_value.with_mut(|fields| {
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|
**fields.float_reference = (**fields.int_reference as f32) * 2.0;
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});
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let mut tricky = WhatAboutThis {
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|
name: "Annabelle".to_string(),
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nickname: None,
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};
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tricky.tie_the_knot();
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// We can hold on to this reference...
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let int_ref = *my_value.borrow_int_reference();
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|
println!("{:?}", *int_ref);
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// As long as the struct is still alive.
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|
drop(my_value);
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// This will cause an error!
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// println!("{:?}", *int_ref);
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// cannot borrow `tricky` as immutable because it is also borrowed as mutable
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// println!("{:?}", tricky);
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}
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```
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总之,使用这个库前,强烈建议看一些官方的例子中支持什么样的类型和API,如果能满足的你的需求,就果断使用它,如果不能满足,就继续往下看。
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<!-- 只能说,它确实帮助我们解决了问题,但是一个是破坏了原有的结构,另外就是并不是所有数据类型都支持:它需要目标值的内存地址不会改变,这里的`String`非常适合因此`Vec`动态数组就不适合,因为当内存空间不够时,Rust会重新分配一块空间来存放该数组,这会导致内存地址的改变。 -->
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#### unsafe实现
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## unsafe实现
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既然借用规则妨碍了我们,那就一脚踢开:
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```rust
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#[derive(Debug)]
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struct SelfRef {
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@ -204,7 +201,7 @@ hello, world!, 0x16f3#aec70
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上面的`unsafe`虽然简单好用,但是它不太安全,是否还有其他选择?还真的有,那就是`Pin`。
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#### 无法被移动的Pin
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## 无法被移动的Pin
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Pin在后续章节会深入讲解,目前你只需要知道它可以固定住一个值,防止该值的所有权被转移。
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通过开头我们知道,自引用最麻烦的就是创建引用的同时,值的所有权会被转移,而通过Pin就可以很好的防止这一点:
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@ -257,39 +254,103 @@ fn main() {
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上面的代码也非常清晰,虽然使用了`unsafe`,其实更多的是无奈之举,跟之前的`unsafe`实现完全不可同日而语。
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总之通过`Pin`来实现,绝对值得优先考虑,代码清晰的同时逼格还挺高。
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其实`Pin`在这里并没有魔法,它也并不是实现自引用类型的主要原因,最关键的还是里面的原生指针的使用,而`Pin`起到的就是确保我们的值不会被移走,否则指针就会指向一个错误的地址!
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## 玉树临风的自引用
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## 使用ouroboros
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对于自引用结构体,三方库也有支持的,其中一个就是`ouroboros`,当然它也有自己的限制,我们后面会提到,先来看看该如何使用:
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```rust
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use std::str;
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use ouroboros::self_referencing;
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struct MyStruct<'a>{
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Buf: Vec<u8>,
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repr: Parsed<'a>
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}
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|
#[self_referencing]
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struct SelfRef {
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value: String,
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struct Parsed<'a>{
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name:&'a str
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#[borrows(value)]
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pointer_to_value: &'this str,
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}
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fn main(){
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let v = SelfRefBuilder {
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value: "aaa".to_string(),
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|
pointer_to_value_builder: |value: &String| value,
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|
}.build();
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let v = vec!(0065,0066,0067,0068,0069);
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let s = str::from_utf8(&v).unwrap();
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println!("{}",s);
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let p = &v[1..=3];
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let s1 = str::from_utf8(p).unwrap();
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println!("{}",s1);
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let par = Parsed{name:s1};
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// 借用value值
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let s = v.borrow_value();
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// 借用指针
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let p = v.borrow_pointer_to_value();
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// value值和指针指向的值相等
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assert_eq!(s, *p);
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}
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```
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let new1 = MyStruct{Buf:v,repr:par};
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可以看到,`ouroboros`使用起来并不复杂,就是需要你去按照它的方式创建结构体和引用类型:`SelfRef`变成`SelfRefBuilder`,引用字段从`pointer_to_value`变成`pointer_to_value_builder`,并且连类型都变了。
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在使用时,通过`borrow_value`来借用`value`的值,通过`borrow_pointer_to_value`来借用`pointer_to_value`这个指针。
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看上去很美好对吧?但是你可以尝试着去修改`String`字符串的值试试,`ouroboros`限制还是较多的,但是对于基本类型依然是支持的不错,以下例子来源于官方:
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|
```rust
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|
use ouroboros::self_referencing;
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|
|
#[self_referencing]
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|
struct MyStruct {
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int_data: i32,
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float_data: f32,
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#[borrows(int_data)]
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int_reference: &'this i32,
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#[borrows(mut float_data)]
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float_reference: &'this mut f32,
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}
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fn main() {
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let mut my_value = MyStructBuilder {
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int_data: 42,
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float_data: 3.14,
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int_reference_builder: |int_data: &i32| int_data,
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float_reference_builder: |float_data: &mut f32| float_data,
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|
}.build();
|
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// Prints 42
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println!("{:?}", my_value.borrow_int_data());
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// Prints 3.14
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println!("{:?}", my_value.borrow_float_reference());
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// Sets the value of float_data to 84.0
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my_value.with_mut(|fields| {
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|
**fields.float_reference = (**fields.int_reference as f32) * 2.0;
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|
});
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// We can hold on to this reference...
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let int_ref = *my_value.borrow_int_reference();
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|
println!("{:?}", *int_ref);
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|
// As long as the struct is still alive.
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drop(my_value);
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// This will cause an error!
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// println!("{:?}", *int_ref);
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|
}
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|
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|
|
```
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|
总之,使用这个库前,强烈建议看一些官方的例子中支持什么样的类型和API,如果能满足的你的需求,就果断使用它,如果不能满足,就继续往下看。
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|
只能说,它确实帮助我们解决了问题,但是一个是破坏了原有的结构,另外就是并不是所有数据类型都支持:它需要目标值的内存地址不会改变,因此`Vec`动态数组就不适合,因为当内存空间不够时,Rust会重新分配一块空间来存放该数组,这会导致内存地址的改变。
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类似的库还有:
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- [rental](https://github.com/jpernst/rental), 这个库其实是最有名的,但是好像不再维护了,用倒是没问题
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- [owning-ref](https://github.com/Kimundi/owning-ref-rs)
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这三个库,各有各的特点,也各有各的缺陷,建议大家需要时,一定要仔细调研,并且写demo进行测试,不可大意。
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> rental虽然不怎么维护,但是可能依然是这三个里面最强大的,而且网上的用例也比较多,容易找到参考代码
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## 终极大法
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如果两个放在一起会报错,那就分开它们。对,终极大法就这么简单,当然思路上的简单不代表实现上的简单,最终结果就是导致代码复杂度的上升。
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## 学习一本书:如何实现链表
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最后,推荐一本专门将如何实现链表的书(真是富有Rust特色,链表都能复杂到出书了O, O),[too many lists](https://rust-unofficial.github.io/too-many-lists/)
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## 总结
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上面讲了这么多方法,但是我们依然无法正确的告诉你在某个场景应该使用哪个方法,这个需要你自己的判断,因为自引用实在是过于复杂。
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