Rust生命週期 - tw511教學網

生命週期定義了參照有效的範圍。
生命週期是隱含的和推斷的。
Rust使用通用生命週期引數來確保使用有效的實際參照。

預防與生命週期的懸空參照

當程式試圖存取無效參照時稱為懸空參照，所指向無效資源的指標稱為懸空指標。

看看一個簡單的例子：

fn main()  
{  
  let a;  
  {  
    let b = 10;  
     a = &b;  
  }  
  println!("a : {}",a);  
}

輸出結果如下 -

在上面的範例中，外部作用域包含a變數，並且它不包含任何值。內部範圍包含變數b，它儲存的值為10。b變數的參照儲存在變數a中。當內部範圍結束時，嘗試存取a的值。 Rust編譯器將丟擲一個編譯錯誤，因為a變數指的是變數的位置超出了範圍。 Rust將使用借用檢查器確定程式碼無效。

借用檢查器

借用檢查器用於解決懸掛參照的問題。借用檢查器用於比較範圍以確定它們是否有效。

在上面的例子中，注釋了a變數的生命週期，a和b變數的生命週期帶有b變數。在編譯時，Rust將拒絕該程式，因為a變數的生命週期大於b變數的生命週期。可以修復上面的程式碼，以便不會發生編譯器錯誤。

在上面的例子中，a變數的生命週期短於b變數的生命週期。因此，上面的程式碼執行時沒有任何編譯錯誤。

生命周期注釋語法

生命周期注釋不會改變任何參照的生存時間。
函式還可以使用泛型生存期引數接受任何生命週期的參照。
生命周期注釋描述了多個引數的生命週期之間的關係。

生命周期注釋語法應遵循的步驟：

生命週期引數的名稱應以(')撇號開頭。
它們主要是小寫和簡寫。例如：'a。
生命週期引數注釋放在參照的&之後，然後是空格以將注釋與參照型別分開。

生命周期注釋語法的一些範例：

&i32 // reference
& 'a i32 // reference with a given lifetime.
& 'a mut i32 // mutable reference with a given lifetime.

函式簽名中的生命周期注釋

'a代表參考的生命週期。每個參考都有與之相關的生命週期。也可以在函式簽名中使用生命周期注釋。通用生命週期引數在角括號<>之間使用，角括號放在函式名和引數列表之間。

範例 -

fn fun<'a>(...);

在上面的例子中，fun是具有一個生命週期的函式名，即'a。如果函式包含兩個具有兩個不同生命週期的參考引數，則它可以表示為：

fn fun<'a,'b>(...);

如果'y'是不可變參照，那麼引數列表將是：

fn fun<'a>(y : & 'a i32);

如果'y'是可變參照，那麼引數列表將是：

fn fun<'a>(y : & 'a mut i32);

兩個&'a i32和&'a mut i32都很相似。唯一的區別是'a放在&和mut之間。

&mut i32的意思是「對i32的可變參照」。
&'a mut i32表示「對具有生命週期’的i32的可變參照」。

結構中的生命周期注釋

也可以在結構中使用顯式生命週期，就像在函式中使用的一樣。

下面來看看一個範例：

struct Example  
   x : & 'a i32,  //  x is a variable of type i32 that has the lifetime 'a.

下面來看一個簡單的例子：

struct Example<'a> {  
    x: &'a i32,  
}  
fn main() {  
    let y = &9;   
    let b = Example{ x: y };  
    println!("{}", b.x);  
}

執行上面範例程式碼，得到以下結果 -

impl塊

可以實現具有生命週期'a使用impl塊的結構型別。

下面來看一個簡單的例子：

struct Example<'a> {  
    x: &'a i32,  
}  
impl<'a> Example<'a>  
{  
fn display(&self)  
{  
  print!("Value of x is : {}",self.x);  
}  
}  
fn main() {  
    let y = &90;   
    let b = Example{ x: y };  
    b.display();  
}

執行上面範例程式碼，得到以下結果 -

Value of x is : 90

多個生命週期

有兩種可能性：

多個參照具有相同的生命週期。
多個參照具有不同的生命週期。

當參照具有相同的生命週期時。

fn fun <'a>(x: & 'a i32 , y: & 'a i32) -> & 'a i32  

   //block of code.

在上述情況下，參照x和y都具有相同的生命週期，即'a。

當參照具有不同的生命週期時。如下 -

fn fun<'a , 'b>(x: & 'a i32 , y: & 'b i32)   

   // block of code.

在上述情況下，參考x和y都具有不同的生命週期，即分別為'a和'b。

‘static

'static的生命週期是特殊的生命週期。它表示某些東西具有生命週期'static將在整個程式中具有生命週期。主要是'static生命週期與字串一起使用。具有「靜態生命週期」的參照對整個程式有效。

範例：

let s : & 'static str = "Yiibai tutorial" ;

生命週期橢圓

生命週期橢圓是一種推理演算法，它使常見的模式更符合人體工程學。生命週期橢圓使一個程式被淘汰。

生命週期橢圓可以在任何地方使用：

& 'a T
& 'a mut T
T<'a>

生命週期橢圓可以以兩種方式出現：

輸入生命週期：輸入生命週期是與函式引數關聯的生命週期。
輸出生存期：輸出生存期是與函式返回型別關聯的生命週期。

範例 -

fn fun<'a>( x : & 'a i32);                       // input lifetime  
fn fun<'a>() -> & 'a i32;                      // output lifetime  
fn fun<'a>(x : & 'a i32)-> & 'a i32;      // Both input and output lifetime.