为什么调用 `fn pop(&mut self) -> Result<T, &str>` 继续借用我的数据结构？

Question

我正在开发一些基本的数据结构来学习一般的语法和 Rust。这是我想出的堆栈：

#[allow(dead_code)]
mod stack {
    pub struct Stack<T> {
        data: Vec<T>,
    }

    impl<T> Stack<T> {
        pub fn new() -> Stack<T> {
            return Stack { data: Vec::new() };
        }

        pub fn pop(&mut self) -> Result<T, &str> {
            let len: usize = self.data.len();

            if len > 0 {
                let idx_to_rmv: usize = len - 1;
                let last: T = self.data.remove(idx_to_rmv);
                return Result::Ok(last);
            } else {
                return Result::Err("Empty stack");
            }
        }

        pub fn push(&mut self, elem: T) {
            self.data.push(elem);
        }

        pub fn is_empty(&self) -> bool {
            return self.data.len() == 0;
        }
    }
}

mod stack_tests {
    use super::stack::Stack;

    #[test]
    fn basics() {
        let mut s: Stack<i16> = Stack::new();

        s.push(16);
        s.push(27);

        let pop_result = s.pop().expect("");

        assert_eq!(s.pop().expect("Empty stack"), 27);
        assert_eq!(s.pop().expect("Empty stack"), 16);

        let pop_empty_result = s.pop();

        match pop_empty_result {
            Ok(_) => panic!("Should have had no result"),
            Err(_) => {
                println!("Empty stack");
            }
        }

        if s.is_empty() {
            println!("O");
        }
    }
}

我收到这个有趣的错误：

error[E0502]: cannot borrow `s` as immutable because it is also borrowed as mutable
  --> src/main.rs:58:12
   |
49 |         let pop_empty_result = s.pop();
   |                                - mutable borrow occurs here
...
58 |         if s.is_empty() {
   |            ^ immutable borrow occurs here
...
61 |     }
   |     - mutable borrow ends here

为什么我不能只在我的可变结构上调用 pop？

为什么pop借用值？如果我在它后面添加一个 .expect() 就可以了，它不会触发那个错误。我知道 is_empty 采用不可变引用，如果我将其切换为可变引用，我将获得第二个可变借用。

Answer 1

这是因为 lifetimes。当你构造一个采用引用的方法时，编译器会检测到它，如果没有指定生命周期，它 "generates" 它们：

pub fn pop<'a>(&'a mut self) -> Result<T, &'a str> {
    let len: usize = self.data.len();

    if len > 0 {
        let idx_to_rmv: usize = len - 1;
        let last: T = self.data.remove(idx_to_rmv);
        return Result::Ok(last);
    } else {
        return Result::Err("Empty stack");
    }
}

这是编译器实际看到的。所以，你想要 return 一个静态字符串，那么你必须明确指定 &str 的生命周期，并让对 mut self 的引用的生命周期自动推断：

pub fn pop(&mut self) -> Result<T, &'static str> {

Answer 2

您的 pop 函数声明为：

pub fn pop(&mut self) -> Result<T, &str>

由于 lifetime elision，这扩展为

pub fn pop<'a>(&'a mut self) -> Result<T, &'a str>

这表示 Result::Err 变体是一个字符串，与您调用它的堆栈一样长。由于输入和输出生命周期相同，返回值可能指向 Stack 数据结构中的某处，因此返回值必须继续持有借用。

If I add a .expect() after it, it is ok, it doesn't trigger that error.

那是因为 expect 消耗了 Result，丢弃了 Err 变体，而没有将其放入变量绑定中。由于那从未被存储，借用不能被保存在任何地方，它被释放了。

要解决此问题，您需要在输入引用和输出引用之间具有不同的生命周期。由于您使用的是字符串文字，因此最简单的解决方案是表示使用 'static 生命周期：

pub fn pop(&mut self) -> Result<T, &'static str>

补充说明：

不要在块/方法的末尾显式调用 return：return Result::Ok(last) => Result::Ok(last).
Result、Result::Ok和Result::Err都是通过the prelude导入的，所以你不需要限定它们：Result::Ok(last) => Ok(last).
很多情况下不需要指定类型let len: usize = self.data.len() => let len = self.data.len().

为什么调用 `fn pop(&mut self) -> Result<T, &str>` 继续借用我的数据结构？

Why does a call to `fn pop(&mut self) -> Result<T, &str>` continue to borrow my data structure?

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