为何Rust中From trait实现出现生命周期错误，自定义trait却不会？

先看代码示例：

struct A {
    x: isize,
}

enum SimpleEnum {
    A(A),
    B(u8),
}

trait FromCustom {
    fn from_custom(value: &SimpleEnum) -> &A;
}

impl FromCustom for &SimpleEnum {
    fn from_custom(value: &SimpleEnum) -> &A {
        if let SimpleEnum::A(value) = value {
            value // 无错误
        } else {
            panic!();
        }
    }
}

impl From<&SimpleEnum> for &A {
    fn from(value: &SimpleEnum) -> Self {
        if let SimpleEnum::A(value) = value {
            value // 错误
        } else {
            panic!();
        }
    }
}

对应的错误信息：

error: lifetime may not live long enough
  --> rust_pst_bin/src/main.rs:55:13
   |
53 |     fn from(value: &SimpleEnum) -> Self {
   |                    -               ---- 返回类型为&'2 A
   |                    |
   |                    我们将此引用的生命周期称为`'1`
54 |         if let SimpleEnum::A(value) = value {
55 |             value // 错误
   |             ^^^^^ 关联函数应返回生命周期为`'2`的数据，但实际返回生命周期为`'1`的数据

原因分析 #

• 自定义trait的情况：
  Rust的生命周期省略规则在这里生效了：当方法的输入参数是一个引用，返回值也是引用时，编译器会自动将返回值的生命周期和输入参数的生命周期绑定，相当于把from_custom方法的签名隐式推导为：

  fn from_custom<'a>(value: &'a SimpleEnum) -> &'a A;
  

  这样返回的&A引用和输入的&SimpleEnum引用生命周期一致，编译器能确认引用的有效性，所以不会报错。

• 标准From trait的情况：
  标准库的From trait是泛型定义，当你实现From<&SimpleEnum> for &A时，编译器无法自动推导输入引用和返回引用之间的生命周期关系。你写的代码里，输入的&SimpleEnum有自己的生命周期'1，返回的&A被推导为另一个独立的生命周期'2，编译器不知道'2应该依赖'1，所以认为返回的引用生命周期不够长，抛出错误。

解决方法 #

显式标注生命周期，让输入和返回的引用共享同一个生命周期：

impl<'a> From<&'a SimpleEnum> for &'a A {
    fn from(value: &'a SimpleEnum) -> Self {
        if let SimpleEnum::A(value) = value {
            value
        } else {
            panic!();
        }
    }
}

这样编译器就能明确，返回的&A引用的生命周期和输入的&SimpleEnum完全一致，不会再出现生命周期不匹配的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sharpiro