出现“缺少生命周期说明符”错误答案

【问题标题】：Getting 'Missing Lifetime specifier' error出现“缺少生命周期说明符”错误
【发布时间】：2015-08-24 01:08:23
【问题描述】：

这是我的代码：

use std::ptr;

struct Query<T>{
  data: T,
  prev: & Query<T>,
  next: & Query<T>,
}
impl<T> Query<T>{
  fn new(name: T) -> Query<T>{
    Query{
      data: name,
      prev: ptr::null(),
      next: ptr::null(),
    }
  }
}

我在引用 &Query<T> 的地方不断收到“缺少生命周期说明符”。如何解决此错误？

【问题讨论】：

我推荐阅读 Rust 书：doc.rust-lang.org/book/lifetimes.html。您还混淆了借用指针和原始指针，这不会让您有任何帮助。最后，您似乎正在尝试创建一个双向链表，这不在学习该语言的基本语义之前应该尝试：Rust 对此非常无情。
我正在阅读这本书，目前正在参考下一个和上一个查询对象。不过，我似乎需要指针来执行此操作，否则它将访问“无限”查询，正如我认为的书中所说的那样。

标签： compiler-errors rust lifetime

【解决方案1】：

首先，请注意 &T/&mut T 和 *const T/*mut T 在 Rust 中是不同类型的指针。前者称为“引用”，以各种方式（包括借用分析）进行静态检查，不能为空或指向某个无效对象。后者称为“原始指针”，主要用于抽象实现和 FFI。

因此，写作

Query {
    data: name,
    prev: ptr::null(),
    next: ptr::null(),
}

当 prev 和 next 的类型为 &Whatever 时不正确 - ptr::null() 返回与 &Whatever 不兼容（安全）的 *const Whatever 类型的值。

Rust 中的引用总是有一些与之相关的生命周期——编译器使用它来检查引用是否总是指向有效的数据片段。此生命周期在引用类型中指定：&'a T。在大多数情况下，编译器可以自动推断出正确的生命周期，因此您很少需要将它们写入局部变量类型甚至函数声明中：

let x: &str = "hello";

fn print_str(s: &str) { println!("{}", s); }

但是，当您想要对结构进行引用时，编译器无法在结构声明中推断生命周期（因为它可以是任意的，并且取决于结构值的方式被使用），因此您需要明确指定生命周期参数：

struct Query<'a, T> {
    data: T,
    prev: &'a Query<'a, T>,
    next: &'a Query<'a, T>,
}

不过，在这种特殊情况下，您似乎想要实现某种双向链接结构。不幸的是，Rust 引用不能用于此。生命周期要求禁止通过引用创建循环 - 如果 x 内部有对 y 的引用，您就不能在 y 中存储对 x 的引用。构建这种结构的唯一方法是通过突变：

let mut x = SomeStructure(None);
let y = SomeStructure(Some(&x));
x.0 = Some(&y);

但是你不能改变一个有引用指向它的对象，也就是说上面的代码是无效的。

你想要实现的东西通常称为intrusive data structures，目前它们在 Rust 中没有得到很好的支持。上面有一个RFC issue，将来我们可能会看到它们的一些进展。

您可以在这里做几件事情，最简单的一件可能是重构您的代码，这样您就不需要使用双链接结构了。您几乎总是可以将数据放在一个连续的数组中，例如 Vec 并使用索引来访问它，而且由于缓存的局部性，即使是简单的遍历也很可能会更有效。

另一种选择是使用非侵入式链表，例如 in the standard library 提供的链表。

当然，您也可以随时使用原始指针。在需要时使用它们并没有错，并且大多数标准库抽象（如上面的链表）都在内部以某种方式使用它们。但是，在您的情况下，它们应该是最后的手段 - 很可能有一些方法可以在没有它们的情况下做您想做的事情。

【讨论】：

是的，我试图使用这种方法从头开始创建一种数据库形式，但目前显然不可能。我会想办法做到的。