为什么我不需要显式借出一个借来的可变变量？

Question

我刚刚编写了一个小的 Rust 程序，它计算斐波那契数并记忆计算。它有效，但我对为什么有点困惑，尤其是递归调用。 （它也可能不是惯用的。）

这是程序：

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let n = 42; // hardcoded for simplicity
    let mut cache = HashMap::new();
    let answer = fib(n, &mut cache);
    println!("fib of {} is {}", n, answer);
}

fn fib(n: i32, cache: &mut HashMap<i32,i32>) -> i32 {
    if cache.contains_key(&n) {
        return cache[&n];
    } else {
        if n < 1 { panic!("must be >= 1") }

        let answer = if n == 1 {
            0
        } else if n == 2 {
            1
        } else {
            fib(n - 1, cache) + fib(n - 2, cache)
        };
        cache.insert(n, answer);
        answer
    }
}

我是这样理解发生了什么的：

• 在main 中，let mut cache 的意思是“我希望能够改变这个哈希图（或重新分配变量）”。
• 当main 调用fib 时，它通过&mut cache 说“我借给你这个，你可以改变它。”
• 在fib 的签名中，cache: &mut Hashmap 的意思是“我希望被借出一个可变的 HashMap - 借用它并获得变异许可”

（如果我错了，请纠正我。）

但是当fib 递归调用fib(n -1, cache) 时，我不需要使用fib(n -1, &mut cache)，如果这样做我会得到一个错误：“不能借用不可变的局部变量cache as mutable”。嗯？它不是一个不可变的局部变量，而是一个可变的借用 - 对吧？

如果我尝试fib(n - 1, &cache)，我会得到一个稍微不同的错误：

error: mismatched types:
expected `&mut std::collections::hash::map::HashMap<i32, i32>`,
   found `&&mut std::collections::hash::map::HashMap<i32, i32>`

这看起来像是在说“我期望一个可变引用并得到一个可变引用的引用”。

我知道fib 在递归调用中借出，因为如果它放弃所有权，之后就无法调用cache.insert。而且我知道这不是递归的特殊情况，因为如果我将fib2 定义为与fib 几乎相同，我可以让它们相互递归并且效果很好。

为什么我不需要显式借出一个借来的可变变量？

Answer 1

你的三分非常准确。当编译器不允许您传递&mut cache 时，这是因为该值实际上已经被借用了。 cache 的类型是&mut HashMap<i32, i32>，因此传递&mut cache 会产生&mut &mut HashMap<i32, i32> 类型的值。只需传递 cache 就会得到预期的类型。

触发特定错误消息cannot borrow immutable local variable cache as mutable，因为变量cache 本身不是可变的，即使它指向的内存（HashMap）是可变的。这是因为参数声明 cache: &mut HashMap<i32, i32> 没有声明 mut 变量。这类似于let 在可变性方面与let mut 的不同之处。 Rust 确实支持可变参数，在这种情况下看起来像 mut cache: &mut HashMap<i32, i32>。

Answer 2

在您的函数中，cache 是外部HashMap 的引用。如果你仍然写& mut cache，你是在尝试改变一个引用，而不是原来的HashMap。