实现迭代器时如何返回引用？答案

【问题标题】：How to return a reference when implementing an iterator?实现迭代器时如何返回引用？
【发布时间】：2021-10-06 21:56:45
【问题描述】：

我想返回一个对集合中的拥有对象的引用（即Vec），但我似乎无法正确获取生命周期。这是我第一次尝试的：

struct StringHolder {
    strings: Vec<String>,
    i: usize,
}

impl Iterator for StringHolder {
    type Item<'a> = &'a String;
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if self.i >= self.strings.len() {
            None
        } else {
            self.i += 1;
            Some(&self.strings[self.i])
        }
    }
}

fn main() {
    let sh = StringHolder { strings: vec![], i: 0 };
    for string in sh {
        println!("{}", string);
    }
}

我收到 generic associated types are unstable 和 lifetimes do not match type in trait 的错误。我尝试了其他一些迭代，但似乎没有任何效果。

根据我读过的一些内容，我认为这可能是不可能的，但我似乎无法弄清楚Vec 是如何做到这一点的。例如，我可以使用以下代码简单地遍历底层 Vec 并在每次迭代时返回一个引用：


struct StringHolder {
    strings: Vec<String>,
}

impl<'a> IntoIterator for &'a StringHolder {
    type Item = &'a String;
    type IntoIter = ::std::slice::Iter<'a, String>;
    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        (&self.strings).into_iter()
    }
}

fn main() {
    let sh = StringHolder { strings: vec!["A".to_owned(), "B".to_owned()] };
    for string in &sh {
        println!("{}", string);
    }
}

所以这让我觉得这是可能的，我只是还没有弄清楚生命周期。感谢您的帮助。

【问题讨论】：

Iterator 不允许其 Items 的生命周期随 self 的生命周期而变化，但在您的情况下，这些项目存储在迭代器并共享它的生命周期，所以这是行不通的。 Vec 与您尝试做的事情完全不同。迭代器应该与容器分开。
这能回答你的问题吗？ Iterator lifetime issue when returning references to inner collection

标签： rust iterator lifetime

【解决方案1】：

Iterator 特征不包括 Item 的生命周期，这是您看到的错误之一。另一个暗示 GATs 这是一个不稳定的 Rust 功能。应用于此示例的 GAT 将允许您将每个单独调用的项目的生命周期绑定到 next()，而不是所有具有相同生命周期的项目。话虽如此，Iterator trait 不太可能改变，所以这种更灵活的行为必须是一个新的 trait。

鉴于Iterator 特征的设计，您不能让迭代器拥有其数据并且将其Item 作为对其的引用。只是没有办法表达生命。

为了使项目成为引用，通常编写迭代器的方式是让它们持有对基础数据的引用。这为数据提供了一个命名的生命周期，可以在关联的Item 上使用。 Vec 有点这样做，但它有点不同，因为Vec 实际上是从slice 获得它的迭代。

您的完整示例：

struct StringHolder {
    strings: Vec<String>,
}

struct StringHolderIter<'a> {
    string_holder: &'a StringHolder,
    i: usize,
}

impl<'a> Iterator for StringHolderIter<'a> {
    type Item = &'a str;
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if self.i >= self.string_holder.strings.len() {
            None
        } else {
            self.i += 1;
            Some(&self.string_holder.strings[self.i - 1])
        }
    }
}

impl<'a> IntoIterator for &'a StringHolder {
    type Item = &'a str;
    type IntoIter = StringHolderIter<'a>;
    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        StringHolderIter {
            string_holder: self,
            i: 0,
        }
    }
}

【讨论】：