面试题：Rust函数中多个引用生命周期管理及结构体关联

Question

定义一个结构体`Container`，它包含两个字符串切片`str1`和`str2`。再定义一个函数`fn combine<'a, 'b>(container: &'a Container, new_str: &'b str) -> &'a str`，该函数根据一定逻辑（例如`str1`长度大于`str2`则返回`str1`，否则返回`new_str`）返回一个字符串切片。请正确实现这个结构体和函数，并详细说明其中生命周期参数`'a`和`'b`的关系及约束。

Answer 1

// 定义结构体Container
struct Container {
    str1: Vec<String>,
    str2: Vec<String>,
}

// 实现函数combine
fn combine<'a, 'b>(container: &'a Container, new_str: &'b str) -> &'a str {
    if container.str1.len() > container.str2.len() {
        &container.str1[0]
    } else {
        new_str
    }
}

生命周期参数'a和'b的关系及约束

• 'a：表示container这个引用的生命周期。这意味着函数返回的字符串切片的生命周期至少和container一样长。因为container可能包含内部数据（如str1或str2），返回的切片可能是指向container内部的字符串，所以返回值的生命周期必须受限于container的生命周期。
• 'b：表示new_str这个引用的生命周期。new_str是一个独立传入的字符串切片，它的生命周期独立于container。
• 函数返回值的生命周期为'a，这意味着返回值的生命周期取决于container的生命周期，而不是new_str的生命周期。在if - else语句中，如果返回container内部的str1中的元素，其生命周期自然受限于container（为'a）；如果返回new_str，由于返回值生命周期被指定为'a，那么要求'b必须至少和'a一样长（即'b: 'a），这样才能保证在container的生命周期内，new_str也是有效的。如果不满足'b: 'a，编译器会报错，因为可能出现返回一个比container生命周期更短的new_str，导致悬垂指针问题。