关于Rust中Option::take()返回引用匹配生命周期'a的疑惑

原错误代码 #

struct Node<T>(T);

struct Wrapper<'a, T: 'a>(&'a mut Node<T>);

impl<'a, T: 'a> Wrapper<'a, T> {      
    // error: lifetime may not live long enough
    fn func(&mut self) -> &'a mut T {
        &mut self.0 .0
    }
}

修复后的代码 #

struct Wrapper<'a, T: 'a>(Option<&'a mut Node<T>>);

impl<'a, T: 'a> Wrapper<'a, T> {        
    fn func(&mut self) -> &'a mut T {
        // Option::take() 
        let node = self.0.take().unwrap();

        &mut node.0
    }
}

疑问解答 #

先讲原代码报错的核心原因：Wrapper持有的是&'a mut Node<T>类型的引用，当调用func(&mut self)时，self的临时生命周期'b必然短于'a。如果直接返回&mut self.0.0，Rust会默认给这个返回值绑定'b的生命周期，但函数签名要求返回'a；同时Rust还担心后续你可能通过self再次访问这个引用，造成可变引用的别名冲突，所以直接抛出错误。

再看Option::take()的关键作用：它会把Option内部的取值取出，同时将原Option置为None。这一步相当于把&'a mut Node<T>这个可变引用的唯一使用权从Wrapper转移到了node变量——Wrapper里的self.0变成None，彻底失去了对原引用的访问权。

至于为什么node的生命周期能满足'a：因为self.0里的引用本身就是'a生命周期的，take()只是把它从Option容器中取出，并没有改变它的生命周期。而且由于Wrapper已经彻底失去了这个引用，Rust可以确定不会有其他地方再使用它，也就不存在别名风险了，所以允许你返回这个带有'a生命周期的引用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者realwangliqiu