Rust：Trait方法用引用时如何设生命周期边界及相关疑问

问题代码 #

use std::collections::HashSet;

pub trait Store {
    fn put<'a, 'b: 'a>(&mut self, val: &'b str);
}

struct Hstore<'a> {
    hset: HashSet<&'a str>,
}

impl<'a> Store for Hstore<'a> {
    fn put<'b, 'c: 'b>(&mut self, val: &'c str) {
        self.hset.insert(val);
    }
}

编译错误 #

error: lifetime may not live long enough
  --> src/lib.rs:14:9
   |
12 | impl<'a> Store for Hstore<'a> {
   |      -- lifetime `'a` defined here
13 |     fn put<'b, 'c: 'b>(&mut self, val: &'c str) {
   |                -- lifetime `'c` defined here
14 |         self.hset.insert(val);
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ argument requires that `'c` must outlive `'a`
   |
   = help: consider adding the following bound: `'c: 'a`

解决方案：添加生命周期约束 #

要给'c添加'c: 'a的约束，只需在方法的生命周期参数列表里明确声明该约束，将'c: 'b扩展为'c: 'b + 'a（表示'c同时长于'b和结构体的'a）。修改后的实现代码如下：

impl<'a> Store for Hstore<'a> {
    fn put<'b, 'c: 'b + 'a>(&mut self, val: &'c str) {
        self.hset.insert(val);
    }
}

优化版：简化Trait生命周期定义 #

原Trait中的'a是绑定到&mut self的生命周期，可以用Rust的匿名生命周期'_简化，让代码更清晰：

use std::collections::HashSet;

pub trait Store {
    // '_ 代表&mut self的生命周期
    fn put<'b: '_>(&mut self, val: &'b str);
}

struct Hstore<'a> {
    hset: HashSet<&'a str>,
}

impl<'a> Store for Hstore<'a> {
    fn put<'b: '_ + 'a>(&mut self, val: &'b str) {
        self.hset.insert(val);
    }
}

问题解释 #

1. 为什么需要手动添加'c: 'a？
   结构体Hstore<'a>要求存储的引用必须长于自身的'a生命周期，但原Trait定义只要求'c长于'b，这是两个独立的约束。编译器无法自动关联方法的'c和结构体的'a，必须手动明确约束关系。

2. 为什么编译器无法推断'b与'a的有效性？
   原Trait中的'a是方法调用时self的临时生命周期，而实现中的'b是独立定义的参数。Trait只要求'b长于'a（即引用val在self的修改期间有效），但结构体需要的是val长于结构体本身的'a，这是超出Trait要求的额外约束，因此编译器无法自动推断。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mattgathu