Rust生命周期显性非关联性问题：寻求无注解解决方案

先看你的最小可复现代码：

trait Vector {
    type T;
    fn get(&self, i: usize) -> &Self::T;
}

trait Matrix {
    type F;
    fn get(&self, i: usize, j: usize) -> &Self::F;
}

struct MyMatrix<C>(C);

impl<C: Vector<T=R>, R: Vector<T=F>, F> Matrix for MyMatrix<C> {
    type F = F;

    fn get(&self, i: usize, j: usize) -> &Self::F {
        // ERROR: the parameter type `R` may not live long enough
        self.0.get(i).get(j)
    }
}

对应的编译错误：

error[E0311]: the parameter type `R` may not live long enough
  --> playground/src/main.rs:20:9
   |
16 |       fn get(&self,i:usize,j:usize) -> &Self::F {
   |              ----- the parameter type `R` must be valid for the anonymous lifetime defined here...
...
20 | /         self.0
21 | |             .get(i)
   | |___________________^ ...so that the type `R` will meet its required lifetime bounds
   |
help: consider adding an explicit lifetime bound
   |
16 |     fn get<'a>(&'a self,i:usize,j:usize) -> &'a Self::F where R: 'a {
   |           ++++  ++                           ++         +++++++++++

错误原因 #

编译器的担忧在于：R作为C的关联类型，可能本身包含引用（比如R是&'a [i32]）。如果R内部的引用生命周期短于self（当前MyMatrix实例的生命周期），那么调用self.0.get(i)得到的&R会指向一个生命周期不足的类型，后续从R中获取的元素引用就会悬空。虽然Vector::get保证返回的引用和输入的&self同生命周期，但编译器无法自动推断R的生命周期约束必须覆盖self的生命周期。

无需全局修改的解决方案 #

不需要改动原有的trait结构，也不用给整个库加生命周期注解，只需要在impl的约束中给R添加一个匿名生命周期约束，明确R的所有引用生命周期都不短于self的生命周期：

trait Vector {
    type T;
    fn get(&self, i: usize) -> &Self::T;
}

trait Matrix {
    type F;
    fn get(&self, i: usize, j: usize) -> &Self::F;
}

struct MyMatrix<C>(C);

// 修改impl的约束，添加R: '_
impl<C, R, F> Matrix for MyMatrix<C>
where
    C: Vector<T = R>,
    R: Vector<T = F> + '_', // 关键：告诉编译器R的生命周期不短于self
    F: ?Sized,
{
    type F = F;

    fn get(&self, i: usize, j: usize) -> &Self::F {
        self.0.get(i).get(j)
    }
}

为什么这个方案有效 #

R: '_中的'_代表当前上下文的匿名生命周期（也就是self的生命周期），这个约束要求R类型中包含的所有引用的生命周期都至少和self一样长。这样编译器就能确定：从R中获取的元素引用，其生命周期可以安全地和self的生命周期绑定，不会出现悬空引用的问题。

这个改动非常局部，只影响MyMatrix的Matrix实现，不会对库的其他部分造成侵入式修改，完美保留了你原有的trait和结构体结构。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user35593