面试题：Rust impl块中结构体方法在复杂生命周期场景下的组织

Question

假设有一个结构体`ComplexStruct`，它包含多个不同生命周期的引用成员。在impl块中定义一系列方法，这些方法需要处理不同成员的引用，并且要在方法调用链中保证生命周期的正确性，同时要考虑方法内部借用的复杂性（如可变借用与不可变借用的交替等）。请编写完整的Rust代码实现，并详细解释每个方法中生命周期的处理逻辑。

Answer 1

// 定义结构体
struct ComplexStruct<'a, 'b, 'c> {
    member1: &'a i32,
    member2: &'b mut i32,
    member3: &'c str,
}

// 为ComplexStruct实现方法
impl<'a, 'b, 'c> ComplexStruct<'a, 'b, 'c> {
    // 获取member1的值，不可变借用
    fn get_member1(&self) -> &'a i32 {
        self.member1
    }

    // 修改member2的值，可变借用
    fn modify_member2(&mut self, new_value: i32) {
        *self.member2 = new_value;
    }

    // 组合操作，先不可变借用member1，再可变借用member2
    fn combined_operation(&mut self, new_value: i32) -> &'a i32 {
        let member1_ref = self.member1;
        self.modify_member2(new_value);
        member1_ref
    }
}

方法中生命周期处理逻辑解释

1. get_member1方法：
   • 该方法返回member1的不可变引用。因为member1的生命周期是'a，所以返回值的生命周期也必须是'a。&self表示不可变借用结构体，在方法内部对self的使用都是不可变借用，符合Rust的借用规则。
2. modify_member2方法：
   • 该方法接受一个新值并修改member2。&mut self表示可变借用结构体，只有在可变借用结构体时才能修改其中的可变成员。member2的生命周期是'b，在方法内部对member2进行修改，由于是在可变借用结构体的情况下操作，所以不会违反借用规则。
3. combined_operation方法：
   • 首先不可变借用member1并保存其引用member1_ref，此时self处于不可变借用状态。
   • 然后调用modify_member2方法，这需要可变借用self。在Rust中，不能在不可变借用self的同时可变借用self，但这里先保存了member1的不可变引用，然后再进行可变借用self来修改member2，最后返回保存的member1的不可变引用。这样就保证了在方法调用链中生命周期的正确性，同时处理了可变借用与不可变借用的交替情况。返回值的生命周期为'a，与member1的生命周期一致。