在 Rust 中，如何创建可变迭代器？

Question

尝试在安全的 Rust 中创建可变迭代器时，我在生命周期方面遇到困难。

这是我将问题简化为：

struct DataStruct<T> {
    inner: Box<[T]>,
}

pub struct IterMut<'a, T> {
    obj: &'a mut DataStruct<T>,
    cursor: usize,
}

impl<T> DataStruct<T> {
    fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<T> {
        IterMut { obj: self, cursor: 0 }
    }
}

impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let i = f(self.cursor);
        self.cursor += 1;
        self.obj.inner.get_mut(i)
    }
}

fn f(i: usize) -> usize {
   // some permutation of i
}

我的 DataStruct 的结构永远不会改变，但我需要能够改变存储在其中的元素的内容。例如，

let mut ds = DataStruct{ inner: vec![1,2,3].into_boxed_slice() };
for x in ds {
  *x += 1;
}

编译器给我一个关于我正在尝试 return 的引用的生命周期冲突的错误。它发现我没想到的生命周期是 next(&mut self) 函数的范围。

如果我尝试在 next() 上注释生命周期，那么编译器反而会告诉我我没有满足 Iterator 特性。这可以用安全生锈解决吗？

这里是错误：

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for autoref due to conflicting requirements
  --> src/iter_mut.rs:25:24
   |
25 |         self.obj.inner.get_mut(i)
   |                        ^^^^^^^
   |
note: first, the lifetime cannot outlive the anonymous lifetime #1 defined on the method body at 22:5...
  --> src/iter_mut.rs:22:5
   |
22 | /     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
23 | |         let i = self.cursor;
24 | |         self.cursor += 1;
25 | |         self.obj.inner.get_mut(i)
26 | |     }
   | |_____^
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src/iter_mut.rs:25:9
   |
25 |         self.obj.inner.get_mut(i)
   |         ^^^^^^^^^^^^^^
note: but, the lifetime must be valid for the lifetime `'a` as defined on the impl at 19:6...
  --> src/iter_mut.rs:19:6
   |
19 | impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
   |      ^^
note: ...so that the types are compatible
  --> src/iter_mut.rs:22:46
   |
22 |       fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
   |  ______________________________________________^
23 | |         let i = self.cursor;
24 | |         self.cursor += 1;
25 | |         self.obj.inner.get_mut(i)
26 | |     }
   | |_____^
   = note: expected  `std::iter::Iterator`
              found  `std::iter::Iterator`

编辑:

更改了 next() 的实现，以便迭代顺序是原始序列的排列。

Answer 1

借用检查器无法证明对 next() 的后续调用不会访问相同的数据。这是一个问题的原因是因为借用的生命周期是迭代器生命周期的持续时间，所以它不能证明不会同时有两个对同一数据的可变引用。

如果不使用不安全的代码或更改您的数据结构，确实没有办法解决这个问题。您可以执行 slice::split_at_mut 的 equlivant，但是，鉴于您不能改变原始数据，您无论如何都必须在不安全的代码中实现它。不安全的实现可能看起来像这样：

impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let i = self.cursor;
        self.cursor += 1;
        if i < self.obj.inner.len() {
            let ptr = self.obj.inner.as_mut_ptr();
            unsafe {
                Some(&mut *ptr.add(i))
            }
        } else {
            None
        }
    }
}

在 Rust 中，如何创建可变迭代器？

In Rust, how do I create a mutable iterator?

iterator

mutable

rust