为何Rust会报‘borrowed value does not live long enough’错误？

问题场景 #

我用Rust编写读取Excel表格数据并填充对象的程序，为了将Excel每行转换为Test对象，我为Test实现了From<std::slice::Iter<'_, calamine::DataType>> trait，代码如下：

use calamine::{open_workbook, DataType, Reader, Xlsx};
use std::convert::From;
use std::path::Path;
use std::slice::Iter;

#[derive(Debug)]
pub struct Test {
    pub field1: String,
    pub field2: String,
    pub field3: String,
}

impl From<Iter<'_, calamine::DataType>> for Test {
    fn from(mut val: Iter<'_, calamine::DataType>) -> Self {
        Test {
            field1: val.next().expect("failed").to_string(),
            field2: val.next().expect("failed").to_string(),
            field3: val.next().expect("failed").to_string(),
        }
    }
}

fn read_from_excel_sheet<'a, 'b, T: From<Iter<'a, calamine::DataType>>, P: AsRef<Path>>(
    wb_path: P,
    ws_name: &'b str,
) {
    let mut workbook: Xlsx<_> = open_workbook(wb_path).expect("Cannot open wb");

    if let Some(Ok(range)) = workbook.worksheet_range(ws_name) {
        for row in range.rows().skip(1) {
            let new_item = T::from(row.iter());
        }
    }
}

编译错误 #

编译时出现如下生命周期错误：

error[E0597]: `range` does not live long enough
  --> src/main.rs:31:20
   |
25 | fn read_from_excel_sheet<'a,'b, T: From<Iter<'a, calamine::DataType>>, P: AsRef<Path>>(wb_path: P, ws_name: &'b str) {
   |                          -- lifetime `'a` defined here
...
29 |     if let Some(Ok(range)) = workbook.worksheet_range(ws_name) {
   |                    ----- binding `range` declared here
30 |
31 |         for row in range.rows().skip(1) {
   |                    ^^^^^^^^^^^^ borrowed value does not live long enough
32 |
33 |             let new_item = T::from(row.iter());
   |                            ------------------- argument requires that `range` is borrowed for `'a`
...
36 |     }
   |     - `range` dropped here while still borrowed

我的疑惑 #

我能理解错误提示的内容，但不清楚range的生命周期为何会影响程序。range确实会在if块结束时被销毁，但此时没有任何引用指向它——new_item在每次迭代中创建并销毁，且Test的所有字段都是拥有所有权的String，完全不依赖任何外部数据。

可行的解决方案 #

经过多次尝试，我修改了函数的泛型约束，编译成功通过，但不清楚生效原因：

fn read_from_excel_sheet<'b, T: for<'a> From<Iter<'a, calamine::DataType>>, P: AsRef<Path>>(
    wb_path: P,
    ws_name: &'b str,
) {
    let mut workbook: Xlsx<_> = open_workbook(wb_path).expect("Cannot open wb");

    if let Some(Ok(range)) = workbook.worksheet_range(ws_name) {
        for row in range.rows().skip(1) {
            let new_item = T::from(row.iter());
        }
    }
}

原因解析 #

原代码的问题 #

原函数中声明了固定的生命周期'a，并要求T实现From<Iter<'a, calamine::DataType>>。编译器会认为，T的From实现必须使用这个全局的'a生命周期，但range的生命周期仅局限在if代码块内，远短于'a的作用域，因此编译器判定range被提前销毁但仍有引用依赖，触发错误。

修改后代码的原理 #

修改后的代码使用了高阶生命周期（HRTB，Higher-Rank Trait Bounds）：for<'a> From<Iter<'a, calamine::DataType>>。这个约束的意思是：T必须能对任意生命周期'a都实现From<Iter<'a, calamine::DataType>>。

这样编译器就不会绑定到某个固定的'a，而是允许每次迭代时使用当前row的短生命周期——正好匹配我们的场景：Test的From实现只是读取迭代器中的数据，转换为拥有所有权的String，不会保留任何对原始数据的引用，完全可以适配任意短生命周期的迭代器。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JUSEOK KO