面试题：Rust中生命周期省略规则的基础应用

Question

请解释Rust中生命周期省略规则在函数参数和返回值方面的应用。假设你有一个函数，它接收两个字符串切片并返回其中较长的一个，用代码示例说明如何利用生命周期省略规则编写该函数，同时解释为什么这样写是可行的。

Answer 1

生命周期省略规则

1. 函数参数：
   • 对于函数参数，Rust 有三条生命周期省略规则：
     • 每个使用&的输入参数都有它自己的生命周期参数。例如，如果函数有两个参数&T和&U，它们分别有自己的生命周期参数，如fn foo<'a, 'b>(x: &'a T, y: &'b U) {... }。
     • 如果只有一个输入参数是&引用类型，那么这个引用的生命周期被赋予所有输出生命周期参数。例如fn bar<'a>(x: &'a T) -> &'a U {... }。
     • 如果有多个输入参数是&引用类型，但其中一个是&self或&mut self（在方法中），那么self的生命周期被赋予所有输出生命周期参数。
2. 函数返回值：
   • 当函数返回值是&引用类型时，如果函数有符合上述规则的输入参数引用，返回值的生命周期会从输入参数的生命周期推导出来。如果没有合适的输入参数引用可用于推导（例如函数没有输入参数引用），那么需要显式指定返回值的生命周期。

代码示例

fn longest(x: &str, y: &str) -> &str {
    if x.len() > y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}

解释

1. 符合生命周期省略规则：
   • 这个函数接收两个&str类型的参数x和y。根据生命周期省略规则的第一条，每个输入参数都有它自己的生命周期参数，虽然这里没有显式写出。
   • 函数返回值是&str类型。由于函数有两个输入参数都是&str类型，根据生命周期省略规则，返回值的生命周期会从输入参数的生命周期推导出来。这里返回值的生命周期与传入的x或y的生命周期相关联，具体取决于哪个字符串切片更长。因此，不需要显式地指定生命周期参数，Rust 编译器可以通过生命周期省略规则来推断正确的生命周期。这样写是可行的，因为编译器能够根据这些规则确定函数中所有引用的生命周期关系，从而确保内存安全。