Rust中返回引用的方法与trait实现的疑难问题

Stack Overflow上《rust returning a reference to a integer from a function》问题被标记为重复，参考问题《Why can I return a reference to a local literal but not a variable》指出&42是静态生命周期，但以下代码编译报错：

use std::ops::Deref;

struct Curse<T>(T);

impl<T> Deref for Curse<T> {
    type Target = usize;
    
    fn deref(&self) -> &<Self as Deref>::Target {
        &42 // wat
    }
   
}

fn main() {
    let a = 123;
    let c = *{
        let b = Curse(a);
        b.deref()
    };
    
    println!("{a} {c}");
}

报错信息：

Exited with status 101

Standard Error

   Compiling playground v0.0.1 (/playground)
error[E0597]: `b` does not live long enough
  --> src/main.rs:18:9
   |
17 |         let b = Curse(a);
   |             - binding `b` declared here
18 |         b.deref()
   |         ^ borrowed value does not live long enough
19 |     };
   |     - `b` dropped here while still borrowed

For more information about this error, try `rustc --explain E0597`.
error: could not compile `playground` (bin "playground") due to 1 previous error

Standard Output

修改deref方法的返回签名为&'static <Self as Deref>::Target后，代码可正常编译运行：

use std::ops::Deref;

struct Curse<T>(T);

impl<T> Deref for Curse<T> {
    type Target = usize;
    
    fn deref(&self) -> &'static <Self as Deref>::Target {
        &42 // wat
    }
   
}

fn main() {
    let a = 123;
    let c = *{
        let b = Curse(a);
        b.deref()
    };
    
    println!("{a} {c}");
}

疑问点 #

1. 字面量42的生命周期是绑定到&self的生命周期（存储在栈上），还是本身为静态？
2. 签名不匹配的trait实现为何被允许？

问题1解答 #

字面量42本身是**'static生命周期**的，它会被编译到程序的只读数据段中，并非存储在栈上。但第一个错误代码里，Deref trait的deref方法默认签名隐含了生命周期绑定：fn deref(&'a self) -> &'a Target，编译器会自动推导，认为返回的引用生命周期和&self绑定。虽然实际返回的&42是'static，但编译器被签名限制，只能将其生命周期缩短为&self的生命周期，导致后续代码中b被销毁后，引用还被使用，触发E0597错误。

问题2解答 #

这是因为Rust支持生命周期协变，相关规则允许trait方法实现使用更宽松的生命周期约束：当trait方法的默认签名要求返回的引用生命周期与&self绑定（即'a）时，实现中可以返回更长的生命周期（比如'static）。这种“签名不匹配”其实是合法的——'static生命周期比任意'a都长，完全满足trait签名的约束（返回的引用至少能存活'a那么久），不会导致悬垂引用问题，因此编译器允许这种实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者FreD