生命周期和对包含引用的对象的引用

假设我有一个包含引用的结构，以及另一个包含对该结构的引用的结构，如下所示：

struct Image<'a> {
    pixel_data: &'a mut Vec<u8>,
    size: (i32, i32),
}

struct SubImage<'a> {
    image: &'a mut Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

这些结构体具有几乎相同的接口，区别在于SubImage在转发到所包含的相应函数之前，根据其偏移量调整位置参数Image参考。我希望这些结构大部分可以互换，但我似乎不知道如何获得正确的生命周期。最初，我只是使用Image，并且可以简单地传递对象，而无需考虑生命周期说明符：

fn main() {
    let mut pixel_data: Vec<u8> = Vec::new();
    let mut image = Image::new(&mut pixel_data, (1280, 720));
    render(&mut image);
}

fn render(image: &mut Image) {
    image.rect_fill(0, 0, 10, 10);
}

然后我创建了SubImage，并想做这样的事情：

fn render2(image: &mut Image) {
    let mut sub = SubImage {
        image: image,           // line 62
        offset: (100, 100),
        size: (600, 400),
    };

    sub.rect_fill(0, 0, 10, 10);
}

然而，这会导致编译器错误：

main.rs:62:16: 62:21 error: cannot infer an appropriate lifetime for automatic coercion due to conflicting requirements

编译器的建议是将签名更改为：

fn render2<'a>(image: &'a mut Image<'a>)

然而，这只是将问题推向了调用的函数render2，并采取了&mut Image。这很烦人，因为函数调用要深入几层，而当我只是使用Image类（也有一个引用），并内联调整偏移量。

所以首先，我什至不明白为什么这是必要的（诚然，我对 Rust 寿命的理解是有限的）。其次（我的主要问题），我能做些什么 SubImage 使这些明确的生命周期变得不必要？

是的，这个错误可能令人困惑，但它是有正当理由的。

struct SubImage<'a> {
    image: &'a mut Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

在这里你声明引用Image必须活下去完全一样长作为图像本身内部借用的数据 - 相同的生命周期参数'a既用于参考又用作参数Image: &'a mut Image<'a>.

然而，render2()违反此要求。实际签名为render2()如下：

fn render2<'b, 'a>(image: &'b mut Image<'a>)

因此，它试图创造SubImage with &'b mut Image<'a>, where 'b不一定等于'a（在这种特殊情况下，它肯定不会），因此编译器会退出。

此外，这样的签名是您可以在提供该函数时调用该函数的唯一原因&mut image in main()， 因为&mut image有生命周期image变量，但是Image该变量包含的生命周期为pixel_data稍长一些。以下代码不是有效的 Rust，但它接近编译器理解事物的方式，并且它演示了问题：

fn main() {
    'a: {
        let mut pixel_data: Vec<u8> = Vec::new();
        'b: {
            let mut image: Image<'a> = Image::new(&'a mut pixel_data, (1280, 720));
            render2::<'b, 'a>(&'b mut image);
        }
    }
}

当你声明render2() as

fn render2<'a>(image: &'a mut Image<'a>)

你确实将问题“推”到了上游 - 现在该函数根本无法被调用&mut image，你现在可以明白为什么了——它需要统一'a and 'b一生，这是不可能的，因为'a长于'b.

正确的解决方案是使用单独的生命周期来参考Image and Image本身在SubImage定义：

struct SubImage<'b, 'a:'b> {
    image: &'b mut Image<'a>,
    offset: (i32, i32),
    size: (i32, i32),
}

Now 'b and 'a可能有不同的生命周期，但为了使其发挥作用，你必须绑定'a一生与'b， 那是，'a必须至少活到'b。这正是您的代码所需的语义。如果不强制执行此约束，则引用的图像可能会在引用超出范围之前“死亡”，这违反了 Rust 的安全规则。