如何创建包含引用的结构的 Quickcheck Arbitrary？

Question

Rust quickcheck documentation 指出，对于任何实现 Arbitrary 的类型

它们还必须是可发送的和静态的，因为每个测试都使用 thread::Builder::spawn 在其自己的线程中运行，这需要 Send + 'static 边界。

如果我需要为包含引用的结构生成数据，我该怎么做？例如：

#![cfg_attr(test, feature(plugin))]
#![cfg_attr(test, plugin(quickcheck_macros))]

#[cfg(test)]
extern crate quickcheck;

#[cfg(test)]
use quickcheck::{Arbitrary,Gen};

#[allow(dead_code)]
#[derive(Debug,Clone)]
pub struct C<'a> {
    s: &'a str,
    b: bool
}

#[cfg(test)]
impl<'a> Arbitrary for C<'a> {
    fn arbitrary<G: Gen>(g: &mut G) -> C<'a> {
        let s = g.gen::<&str>();
        C{s: s, b: (s.len() > 0)}
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[quickcheck]
    fn len_checks_out(c: C) -> bool {
        (c.s.len() > 0) == c.b
    }
}

失败

cargo test
   Compiling qcq v0.1.0 (file:///Users/blt/projects/us/troutwine/qcquestion)
src/lib.rs:18:10: 18:19 error: the type `C<'a>` does not fulfill the required lifetime [E0477]
src/lib.rs:18 impl<'a> Arbitrary for C<'a> {
                       ^~~~~~~~~
note: type must outlive the static lifetime
error: aborting due to previous error
Build failed, waiting for other jobs to finish...
error: Could not compile `qcq`.

这是一个有些人为的例子，但它与原始问题的精神相同。生命周期注释除了在测试中之外有效。

Answer 1

您不能这样做有两个原因。首先，Arbitrary 有一个'static 绑定，这意味着实现Arbitrary 的类型可能没有引用，除非它们的生命周期是'static。这确保实例不会引用它们不“拥有”的对象。

其次，为了返回C<'a>，其中'a 不是'static，大多数情况下，您还需要一个包含具有相同生命周期参数的引用的参数（并不总是必需的） ，例如当使用生命周期参数的字段可以稍后初始化时，但这并不适用于此）。因此，您需要一个类似这样定义的函数：

fn arbitrary<'a, G: Gen>(g: &'a mut G) -> C<'a> {
    let s = g.gen::<&str>();
    C { s: s, b: (s.len() > 0) }
}

（注意'a是在函数上定义的，而不是在impl上。）

这有两个大问题：

• Arbitrary::arbitrary() 返回Self。这意味着该函数必须返回实现Arbitrary 的类型。然而，这里C<'a> 依赖于函数上定义的生命周期参数； C<'a> 不可能与 impl 目标相同，因为该类型不能使用该生命周期参数。
• Rng::gen() 只是调用了Rand::rand()，它也返回了Self，因此遇到了与Arbitrary::arbitrary() 相同的问题。此外，Rand 未针对 &str（甚至对于 String）实现。

那你能做什么？与其在结构中存储&str，不如存储String。这使您的结构'static，您可以使用Arbitrary 的实现String 来生成测试值。

但是如果您不想在实际应用程序代码中使用String 怎么办？您可以通过接受&str 或String 来使您的结构通用。标准库中有两个特性可以帮助您做到这一点：AsRef 和 Borrow。这是一个使用Borrow的示例：

use std::borrow::Borrow;

#[derive(Debug, Clone)]
pub struct C<S: Borrow<str>> {
    s: S,
    b: bool
}

现在，您可以根据需要使用C<&str> 或C<String>。显然，你不能为C<&str> 实现Arbitrary，但你可以为C<String> 实现它。其实，为什么不对所有实现Arbitrary的类型实现它呢？

impl<S: Borrow<str> + Arbitrary> Arbitrary for C<S> {
    fn arbitrary<G: Gen>(g: &mut G) -> C<S> {
        let s: S = Arbitrary::arbitrary(g);
        let b = s.borrow().len() > 0;
        C { s: s, b: b }
    }
}