Rust迭代器元素组合结构体开发：元素引用存储问题求助

我Rust开发经验较少，可能存在概念误解。现尝试开发一个可遍历迭代器元素组合的结构体，需要在结构体中存储迭代器元素的引用，但未能实现。以下是我的代码：

pub struct Combination<'a, T: Iterator> {
    _obj_items_: Vec<&'a T::Item>,
    _com_: Vec<usize>,
}

impl<'a, T: Iterator> Combination<'a, T> {
    pub fn new (_obj_: &'a mut T, many: usize) -> Combination<'a, T> {
        let mut r = Combination::<'a, T> {
            _obj_items_ : Vec::<&'a T::Item>::with_capacity(_obj_.by_ref().count()),
            _com_ : Vec::<usize>::with_capacity(many),
        };

        r._com_.append(&mut (0..many).collect());

        /* filling vector with _obj_ elements. */
        for e in _obj_.by_ref() {
            r._obj_items_.push(&e);
        }

        r
    }
}

我原本认为使用_obj_.by_ref()（注释下方的循环中）会遍历迭代器的元素，但怀疑它实际遍历的是包含元素的迭代器项。请问我的理解是否正确？如何修改代码以正确存储实际元素的引用？

解答 #

首先纠正你的误解：by_ref()本身不会改变迭代器遍历的内容，它只是把迭代器包装成&mut I类型的引用，这样调用消耗迭代器的方法（比如count()）时，不会直接消耗原迭代器，原迭代器本身还能继续使用。

但你的代码有两个核心问题：

1. 迭代器已被耗尽：初始化_obj_items_容量时调用了_obj_.by_ref().count()，这个方法会遍历迭代器所有元素，直接耗尽了迭代器。所以后续的for e in _obj_.by_ref()循环不会有任何元素可以遍历，_obj_items_会是空的。
2. 引用生命周期不匹配：就算迭代器没被耗尽，循环里push(&e)时，e是迭代器每次返回的临时元素，它的生命周期仅在当前循环迭代内有效，无法存储到生命周期为'a的Vec中——Rust的借用规则不允许这种临时引用长期存活。

要解决问题，有两种常见方案：

方案一：直接存储元素所有权（更简单） #

如果场景允许持有元素所有权，不需要保留原迭代器的元素，可以把结构体改成存储Vec<T::Item>：

pub struct Combination<T> {
    _obj_items_: Vec<T>,
    _com_: Vec<usize>,
}

impl<T> Combination<T> {
    pub fn new(mut obj: impl Iterator<Item = T>, many: usize) -> Self {
        let obj_items = obj.collect();
        let com = (0..many).collect();
        
        Combination {
            _obj_items_: obj_items,
            _com_: com,
        }
    }
}

方案二：存储元素引用（需保证原数据源生命周期足够） #

如果必须存储引用，需要确保原数据源的生命周期至少和结构体一样长，且不能直接从迭代器收集临时引用——要先把元素存到拥有所有权的容器（比如Vec<T>）中，再让结构体持有该容器的引用：

pub struct Combination<'a, T> {
    _obj_items_: &'a [T],
    _com_: Vec<usize>,
}

impl<'a, T> Combination<'a, T> {
    pub fn new(items: &'a [T], many: usize) -> Self {
        let com = (0..many).collect();
        
        Combination {
            _obj_items_: items,
            _com_: com,
        }
    }
}

// 使用示例：
// let items = vec![1,2,3,4];
// let comb = Combination::new(&items, 2);

另外，原代码中by_ref()的使用是多余的——你已经持有&'a mut T类型的引用，直接调用count()或遍历即可，by_ref()主要用于拥有迭代器所有权、不想直接消耗它的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mr.Barbo