如何在Rust中组合修改结构体的函数？

问题根因 #

你使用的compose_two未添加生命周期约束，Rust编译器处理带生命周期的可变引用时会做保守推断——它默认认为闭包可能持有输入的可变引用，于是将返回引用的生命周期与闭包本身绑定。这导致调用baz(&mut x)后，x的可变借用会被baz“持有”到其生命周期结束，直接触发借用检查错误。

修复方案：给compose_two添加生命周期参数 #

修改compose_two，明确输入引用的生命周期与输出引用完全一致，告诉编译器闭包仅转发借用、不会持有引用：

#[derive(Debug)]
struct Foo {
    a: i32
}

macro_rules! compose {
    ( $last:expr ) => { $last };
    ( $head:expr, $($tail:expr), +) => {
        compose_two($head, compose!($($tail),+))
    };
}

// 新增生命周期参数'a，约束所有相关类型的生命周期对齐
fn compose_two<'a, A, B, C, G, F>(f: F, g: G) -> impl Fn(A) -> C + 'a
where
    F: Fn(A) -> B + 'a,
    G: Fn(B) -> C + 'a,
    A: 'a,
    B: 'a,
    C: 'a,
{
    move |x| g(f(x))
}

fn foo(x: &mut Foo) -> &mut Foo {
    x.a *= 2;
    x
}

fn bar(x: &mut Foo) -> &mut Foo {
    x.a += 1;
    x
}

fn main() {
    let baz = compose!(foo, bar);
    let mut x = Foo { a: 3 };
    let y = baz(&mut x);
    println!("{:?}", y.a); // 输出7（3*2+1）
    println!("{:?}", x); // 现在可正常打印x，借用已释放
}

更针对性的写法（可选） #

如果仅针对Foo的可变引用场景，可以把约束写得更精准，避免泛型参数过于宽泛：

fn compose_two<'a, F, G>(f: F, g: G) -> impl Fn(&'a mut Foo) -> &'a mut Foo + 'a
where
    F: Fn(&'a mut Foo) -> &'a mut Foo + 'a,
    G: Fn(&'a mut Foo) -> &'a mut Foo + 'a,
{
    move |x| g(f(x))
}

原理说明 #

通过生命周期参数'a将闭包、输入函数、输入输出引用的生命周期全部对齐，相当于给编译器明确承诺：闭包不会存储任何引用，调用结束后立即归还借用。编译器拿到这个明确约束后，就不会再假设闭包持有引用，自然能通过借用检查。

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