String::push_str与Vec::push的生命周期约束差异及报错原因

代码示例 #

struct V<'a> {
    s: &'a mut String,
    v: Vec<&'a String>
}

impl<'a, 'b> V<'a> {
    pub fn set(&mut self, s: &'b String){
        // self.s = s;
        self.s.push_str(s);
        self.v.push(s);
    }
}

编译错误信息 #

error: lifetime may not live long enough
  --> src/main.rs:68:9
   |
64 | impl<'a, 'b> V<'a> {
   |      --  -- lifetime `'b` defined here
   |      |
   |      lifetime `'a` defined here
...
68 |         self.v.push(s);
   |         ^^^^^^^^^^^^^^ argument requires that `'b` must outlive `'a`
   |
   = help: consider adding the following bound: `'b: 'a`

问题 #

上述代码中，self.s.push_str(s);可以正常编译，但self.v.push(s);触发了生命周期错误。两者调用时传入的参数形式类似（均为&mut self和一个引用参数），为何会出现这种差异？我阅读了NLL相关文档，但仍感到困惑。

核心原因：引用的使用方式差异 #

两者的本质区别在于是否将传入的引用长期存储到结构体中：

• self.s.push_str(s)的调用逻辑
  push_str的方法签名是fn push_str(&mut self, string: &str)，它只是临时借用s的内容来追加到self.s里，方法执行完成后就不再依赖s的引用。编译器只需要保证push_str执行期间s是有效的，不需要s的生命周期'b长于结构体的'a。

• self.v.push(s)的调用逻辑
  self.v的类型是Vec<&'a String>，这意味着它存储的所有引用必须拥有至少和结构体生命周期'a一样长的存活时间。当你把&'b String类型的s推入这个向量时，编译器必须确保'b的生命周期不短于'a——否则结构体还存在时，s引用的字符串可能已经被销毁，产生悬垂引用，这是Rust的安全规则绝对禁止的。

修复方案 #

给生命周期'b添加'b: 'a的约束，明确告知编译器传入的s的生命周期至少和结构体的'a一样长，代码即可正常编译：

impl<'a, 'b: 'a> V<'a> {
    pub fn set(&mut self, s: &'b String){
        self.s.push_str(s);
        self.v.push(s);
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者杨尚山