为什么我不需要显式借出一个借来的可变变量？

Question

我刚刚编写了一个小的 Rust 程序来计算斐波那契数并记录计算结果。它有效，但我对为什么，尤其是递归调用有点困惑。（它也可能不是惯用语。）

程序如下：

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let n = 42; // hardcoded for simplicity
    let mut cache = HashMap::new();
    let answer = fib(n, &mut cache);
    println!("fib of {} is {}", n, answer);
}

fn fib(n: i32, cache: &mut HashMap<i32,i32>) -> i32 {
    if cache.contains_key(&n) {
        return cache[&n];
    } else {
        if n < 1 { panic!("must be >= 1") }

        let answer = if n == 1 {
            0
        } else if n == 2 {
            1
        } else {
            fib(n - 1, cache) + fib(n - 2, cache)
        };
        cache.insert(n, answer);
        answer
    }
}

以下是我对发生的事情的理解：

在main中，let mut cache表示"I want to be able to mutate this hashmap (or re-assign the variable)"。
当main调用fib时，它通过&mut cache说"I'm lending you this, and you're allowed to mutate it."
在fib的签名中，cache: &mut Hashmap表示"I expect to be lent a mutable HashMap - to borrow it with permission to mutate"

（如有错误请指正）

但是当fib递归调用fib(n -1, cache)时，我不需要使用fib(n -1, &mut cache)，如果我这样做我会得到一个错误："cannot borrow immutable local variable cache as mutable"。嗯？它不是一个不可变的局部变量，它是一个可变的借用 - 对吗？

如果我尝试 fib(n - 1, &cache)，我会得到一个稍微不同的错误：

error: mismatched types:
expected `&mut std::collections::hash::map::HashMap<i32, i32>`,
   found `&&mut std::collections::hash::map::HashMap<i32, i32>`

这看起来像是在说 "I expected a mutable reference and got a reference to a mutable reference"。

我知道 fib 正在递归调用中借出，因为如果它放弃所有权，它就无法在之后调用 cache.insert。而且我知道这不是递归的特例，因为如果我将 fib2 定义为与 fib 几乎相同，我可以让它们相互递归并且它工作正常。

为什么我不需要显式借出一个借用的可变变量？

Answer 1

你的三分非常准确。当编译器不允许你传递 &mut cache 时，那是因为这个值实际上已经被借用了。 cache 的类型是 &mut HashMap<i32, i32>，因此传递 &mut cache 的结果是 &mut &mut HashMap<i32, i32> 类型的值。只需传递 cache 即可得到预期的类型。

特定的错误消息 cannot borrow immutable local variable cache as mutable 被触发是因为变量 cache 本身不是可变的，即使它指向的内存（HashMap）是可变的。这是因为参数声明 cache: &mut HashMap<i32, i32> 没有声明 mut 变量。这类似于 let 与 let mut 在可变性方面的区别。 Rust 确实支持可变参数，在这种情况下它看起来像 mut cache: &mut HashMap<i32, i32>.

Answer 2

在您的函数中，cache 是外部 HashMap 的引用。如果你仍然写& mut cache，你试图改变一个参考[=18=]，而不是原来的HashMap。

为什么我不需要显式借出一个借来的可变变量？

Why do I not need to explicitly lend a borrowed, mutable variable?

recursion

ownership

rust