Trait对象生命周期与返回迭代器匹配触发生命周期错误咨询

当前代码的核心问题在于Trait的生命周期参数'a被错误绑定到了函数的泛型生命周期，导致编译器认为foo需要存活到'a指定的生命周期，但foo是foo_bar_caller的局部变量，函数结束时就会被销毁，和'a的约束冲突：

• 定义的Foo<'a>要求bar方法借用self的生命周期为'a，返回的迭代器也携带该生命周期；
• foo_bar_caller<'a>的参数Box<dyn Foo<'a>>意味着Trait对象的生命周期参数'a由调用者指定，而非函数内部的局部生命周期；
• 调用foo.bar()时，编译器判定*foo需要被借用整个'a周期，但foo在函数结束时就会销毁，因此触发“借用值存活时间不足”的错误。

方案一：用更高等级生命周期绑定（HRTB）调整Trait定义 #

将Trait的生命周期参数改为方法级别的HRTB，无需在Trait本身上声明生命周期参数，让方法对任意生命周期都有效：

trait Foo {
    fn bar<'a>(&'a self) -> Box<dyn Iterator<Item = usize> + 'a>;
}

struct FooImpl {
    values: Vec<usize>
}

impl Foo for FooImpl {
    fn bar<'a>(&'a self) -> Box<dyn Iterator<Item = usize> + 'a> {
        Box::new(self.values.iter().cloned())
    }
}

fn foo_bar_caller(foo: Box<dyn Foo>) {
    let _iter = foo.bar();
}

fn main() {
    let foo = FooImpl { values: vec![1, 2, 3, 4, 5] };
    foo_bar_caller(Box::new(foo));
}

这种方式下，bar方法可接受任意生命周期的self借用，返回的迭代器生命周期与self的借用周期严格绑定，编译器能正确识别_iter和foo的生命周期都局限在函数内部，不会产生冲突。

方案二：调整函数参数的生命周期约束 #

若需保留Trait上的生命周期参数，可修改foo_bar_caller的参数，用匿名生命周期让'a约束为不超过foo的局部生命周期：

trait Foo<'a> {
    fn bar(&'a self) -> Box<dyn Iterator<Item = usize> + 'a>;
}

struct FooImpl {
    values: Vec<usize>
}

impl<'a> Foo<'a> for FooImpl {
    fn bar(&'a self) -> Box<dyn Iterator<Item = usize> + 'a> {
        Box::new(self.values.iter().cloned())
    }
}

fn foo_bar_caller(foo: Box<dyn Foo<'_>>) {
    let _iter = foo.bar();
}

fn main() {
    let foo = FooImpl { values: vec![1, 2, 3, 4, 5] };
    foo_bar_caller(Box::new(foo));
}

这里的'_是匿名生命周期语法糖，告诉编译器Trait对象的生命周期参数就是foo本身的局部生命周期，调用bar时，借用周期与foo的存活周期完全匹配，函数结束时两者一起销毁，不会触发错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ysimonson