为什么在闭包中克隆数据不能防止“闭包可能比当前函数寿命更长”的错误？

Question

我用 gtk-rs 构建了一个 GTK 应用程序。当我构建主窗口时，我想使用一些动态参数，例如窗口高度。我创建了一个包含所有此类设置的结构，并希望将其用作构建 UI 的函数的输入参数：

fn main() {
    let application =
        gtk::Application::new(Some("id"), Default::default())
            .expect("Initialization failed...");

    let config = Config {width: 100., height: 100.};
    application.connect_activate(|app| {
        build_ui(app, config.clone());
    });

    // Use config further

    application.run(&args().collect::<Vec<_>>());
}

#[derive(Debug, Clone)]
pub struct Config {
    pub width: f64,
    pub height: f64,
}

fn build_ui(application: &gtk::Application, config: Config) {
    ...
}

在调用build_ui 时，我不能使用对config 的引用，因为这个函数可以在主函数完成后调用，因此配置结构不再存在。

我的想法是创建一个配置结构的副本（它只有几个原始变量），它与原始变量分开存在，因此我不会遇到生命周期或所有权问题。

这是正确的方法吗？我究竟做错了什么？我得到了与借用配置结构相同的错误：

error[E0373]: closure may outlive the current function, but it borrows `config`, which is owned by the current function
  --> src/main.rs:36:34
   |
36 |     application.connect_activate(|app| {
   |                                  ^^^^^ may outlive borrowed value `config`
37 |         build_ui(app, config.clone());
   |                       ------ `config` is borrowed here

Answer 1

讨厌说批准的答案不是很准确。这是正确的，但与 OP 代码有细微的差别。实际上，如果仔细阅读原始代码，没有理由相信rustc 不能推断出局部变量config 比connect_activate 函数调用更有效。它出于其他原因拒绝它。

更准确的最小可重现示例是：

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

fn closure_and_print<F: Fn()>(f: F) {
    f();
}

fn main() {
    let s = "Hello";

    reference_and_print(s);
    closure_and_print(|| {
        println!("{}", s);
    });
    reference_and_print(s);
}

这编译。但是，如果只更改一行：

fn closure_and_print<F: Fn() + 'static>(f: F) {
    f();
}

这会导致may outlive borrowed value 错误。相当令人惊讶。

事实上，通过检查gtk-rs 代码，我注意到'static 绑定的闭包无处不在。除非您拥有它们，否则没有什么比 'static 更长寿。这就是为什么在使用gtk-rs 时必须使用move 闭包来拥有捕获的变量：

let cloned = config.clone();
application.connect_activate(move |app| {
    build_ui(app, cloned);
});

Answer 2

一般说明

类似问题的最小再现：

fn move_and_print(s: String) {
    println!("{}", s);
}

fn main() {
    let s = String::from("Hello");

    let print_cloned_s = || println!("{}", s.clone());

    move_and_print(s);
    print_cloned_s();
}

编译器抱怨：

error[E0505]: cannot move out of `s` because it is borrowed

我想克隆s 以避免借用，从而允许之后使用它。那么，编译器怎么能说s是借来的呢？

前面的推理是完全正确的，但是有一个微妙之处：Clone::clone 的签名是clone(&self) -> Self。所以当clone被调用时，数据被clone函数借用了！

解决方案是在创建闭包之前克隆数据，然后将其移动到闭包中：

fn move_and_print(s: String) {
    println!("{}", s);
}

fn main() {
    let s = String::from("Hello");

    // I clone `s` BEFORE creating the closure:
    let cloned_s = s.clone();

    // Then I move the cloned data into the closure:
    let print_cloned_s = move || println!("{}", cloned_s);

    move_and_print(s);
    print_cloned_s();
}

解决您的实际错误

正如我所说，您必须克隆配置并将此克隆移动到闭包内：

let cloned_config = config.clone();

application.connect_activate(move |app| {
    build_ui(app, cloned_config.clone());
});

您还必须添加第二个克隆调用以允许闭包成为Fn 而不是FnOnce。事实上，如果你把你的配置移到build_ui 里面，这个函数就不能被使用两次。请参阅this question 了解更多信息。

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如果我理解您的需求，config 旨在成为必须共享的只读配置。在这种情况下，我根本不会移动它，例如将build_ui 的签名更改为：

fn build_ui(application: &gtk::Application, config: &Config)