# 迭代器 坏男孩最令人头疼，而链表实现中，迭代器就是这样的坏男孩，所以我们放在最后来处理。 ## IntoIter 由于是转移所有权，因此 `IntoIter` 一直都是最好实现的: ```rust pub struct IntoIter(List); impl List { pub fn into_iter(self) -> IntoIter { IntoIter(self) } } impl Iterator for IntoIter { type Item = T; fn next(&mut self) -> Option { self.0.pop_front() } } ``` 但是关于双向链表，有一个有趣的事实，它不仅可以从前向后迭代，还能反过来。前面实现的是传统的从前到后，那问题来了，反过来该如何实现呢？ 答案是: `DoubleEndedIterator`，它继承自 `Iterator`( 通过 [`supertrait`](https://course.rs/basic/trait/advance-trait.html?highlight=supertrait#特征定义中的特征约束) )，因此意味着要实现该特征，首先需要实现 `Iterator`。 这样只要为 `DoubleEndedIterator` 实现 `next_back` 方法，就可以支持双向迭代了: `Iterator` 的 `next` 方法从前往后，而 `next_back` 从后向前。 ```rust impl DoubleEndedIterator for IntoIter { fn next_back(&mut self) -> Option { self.0.pop_back() } } ``` 测试下: ```rust #[test] fn into_iter() { let mut list = List::new(); list.push_front(1); list.push_front(2); list.push_front(3); let mut iter = list.into_iter(); assert_eq!(iter.next(), Some(3)); assert_eq!(iter.next_back(), Some(1)); assert_eq!(iter.next(), Some(2)); assert_eq!(iter.next_back(), None); assert_eq!(iter.next(), None); } ``` ```shell $ cargo test Running target/debug/lists-5c71138492ad4b4a running 11 tests test fourth::test::basics ... ok test fourth::test::peek ... ok test fourth::test::into_iter ... ok test first::test::basics ... ok test second::test::basics ... ok test second::test::iter ... ok test second::test::iter_mut ... ok test third::test::iter ... ok test third::test::basics ... ok test second::test::into_iter ... ok test second::test::peek ... ok test result: ok. 11 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured ``` ## Iter 这里又要用到糟糕的 `Ref`: ```rust pub struct Iter<'a, T>(Option>>); impl List { pub fn iter(&self) -> Iter { Iter(self.head.as_ref().map(|head| head.borrow())) } } ``` ```shell $ cargo build ``` 迄今为止一切运行正常，接下来的 `next` 实现起来会有些麻烦: ```rust impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> { type Item = Ref<'a, T>; fn next(&mut self) -> Option { self.0.take().map(|node_ref| { self.0 = node_ref.next.as_ref().map(|head| head.borrow()); Ref::map(node_ref, |node| &node.elem) }) } } ``` ```shell $ cargo build error[E0521]: borrowed data escapes outside of closure --> src/fourth.rs:155:13 | 153 | fn next(&mut self) -> Option { | --------- `self` is declared here, outside of the closure body 154 | self.0.take().map(|node_ref| { 155 | self.0 = node_ref.next.as_ref().map(|head| head.borrow()); | ^^^^^^ -------- borrow is only valid in the closure body | | | reference to `node_ref` escapes the closure body here error[E0505]: cannot move out of `node_ref` because it is borrowed --> src/fourth.rs:156:22 | 153 | fn next(&mut self) -> Option { | --------- lifetime `'1` appears in the type of `self` 154 | self.0.take().map(|node_ref| { 155 | self.0 = node_ref.next.as_ref().map(|head| head.borrow()); | ------ -------- borrow of `node_ref` occurs here | | | assignment requires that `node_ref` is borrowed for `'1` 156 | Ref::map(node_ref, |node| &node.elem) | ^^^^^^^^ move out of `node_ref` occurs here ``` 果然，膝盖又中了一箭。 `node_ref` 活得不够久，跟一般的引用不同，Rust 不允许我们这样分割 `Ref`，从 `head.borrow()` 中取出的 `Ref` 只允许跟 `node_ref` 活得一样久。 而我们想要的函数是存在的: ```rust pub fn map_split(orig: Ref<'b, T>, f: F) -> (Ref<'b, U>, Ref<'b, V>) where F: FnOnce(&T) -> (&U, &V), U: ?Sized, V: ?Sized, ``` 喔，这个函数定义的泛型直接晃瞎了我的眼睛。。 ```rust fn next(&mut self) -> Option { self.0.take().map(|node_ref| { let (next, elem) = Ref::map_split(node_ref, |node| { (&node.next, &node.elem) }); self.0 = next.as_ref().map(|head| head.borrow()); elem }) } ``` ```shell $ cargo build Compiling lists v0.1.0 (/Users/ABeingessner/dev/temp/lists) error[E0521]: borrowed data escapes outside of closure --> src/fourth.rs:159:13 | 153 | fn next(&mut self) -> Option { | --------- `self` is declared here, outside of the closure body ... 159 | self.0 = next.as_ref().map(|head| head.borrow()); | ^^^^^^ ---- borrow is only valid in the closure body | | | reference to `next` escapes the closure body here ``` 额，借用的内容只允许在闭包体中使用，看起来我们还是得用 `Ref::map` 来解决问题: ```rust fn next(&mut self) -> Option { self.0.take().map(|node_ref| { let (next, elem) = Ref::map_split(node_ref, |node| { (&node.next, &node.elem) }); self.0 = if next.is_some() { Some(Ref::map(next, |next| &**next.as_ref().unwrap())) } else { None }; elem }) } ``` ```shell error[E0308]: mismatched types --> src/fourth.rs:162:22 | 162 | Some(Ref::map(next, |next| &**next.as_ref().unwrap())) | ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `fourth::Node`, found struct `std::cell::RefCell` | = note: expected type `std::cell::Ref<'_, fourth::Node<_>>` found type `std::cell::Ref<'_, std::cell::RefCell>>` ``` 晕, 多了一个 `RefCell` ，随着我们的对链表的逐步深入，`RefCell` 的代码嵌套变成了不可忽视的问题。 看起来我们已经无能为力了，只能试着去摆脱 `RefCell` 了。`Rc` 怎么样？我们完全可以对 `Rc` 进行完整的克隆: ```rust pub struct Iter(Option>>); impl List { pub fn iter(&self) -> Iter { Iter(self.head.as_ref().map(|head| head.clone())) } } impl Iterator for Iter { type Item = ``` 等等，那现在返回的是什么？`&T` 还是 `Ref` ? 两者都不是，现在我们的 `Iter` 已经没有生命周期了：无论是 `&T` 还是 `Ref` 都需要我们在 `next` 之前声明好生命周期。但是我们试图从 `Rc` 中取出来的值其实是迭代器的引用。 也可以通过对 `Rc` 进行 map 获取到 `Rc`？但是标准库并没有给我们提供相应的功能，第三方倒是有[一个](https://crates.io/crates/owning_ref)。 但是，即使这么做了，还有一个更大的坑在等着：一个会造成迭代器不合法的可怕幽灵。事实上，之前我们对于迭代器不合法是免疫的，但是一旦迭代器产生 `Rc`，那它们就不再会借用链表。这意味着人们可以在持有指向链表内部的指针时，还可以进行 `push` 和 `pop` 操作。 严格来说，`push` 问题不大，因为链表两端的增长不会对我们正在关注的某个子链表造成影响。 但是 `pop` 就是另一个故事了，如果在我们关注的子链表之外 `pop`, 那问题不大。但是如果是 `pop` 一个正在引用的子链表中的节点呢？那一切就完了，特别是，如果大家还试图去 unwrap `try_unwrap` 返回的 `Result` ，会直接造成整个程序的 `panic`。 仔细想一想，好像也不错，程序一切正常，除非去 `pop` 我们正在引用的节点，最美的是，就算遇到这种情况，程序也会直接崩溃，提示我们错误的发生。 其实我们大部分的努力都是为了实现隐藏的细节和优雅的 API，典型的二八原则，八成时间花在二成的细节上。但是如果不关心这些细节，可以接受自己的平凡的话，那把节点简单的到处传递就行。 总之，可以看出，内部可变性非常适合写一个安全性的应用程序，但是如果是安全性高的库，那内部可变性就有些捉襟见肘了。 最终，我选择了放弃，不再实现 `Iter` 和 `IterMut`，也许努力下，可以实现，但是。。。不愉快，算了。