Rust中参数改为&mut u8为何导致fn item无法转为fn pointer？

为什么参数改成&mut u8会报错？ #

当haha的参数是u8时，这个async函数返回的impl Future不依赖任何外部生命周期——因为u8是值类型，没有生命周期关联，编译器可以自动让它满足'static约束，所以能直接适配set_func要求的fn(u8) -> T函数指针（其中T: 'static）。

但把参数换成&mut u8后，情况变了：async函数会捕获参数的生命周期'a，返回的impl Future实际上是impl Future<Output=u8> + 'a——它的生命周期和输入的&mut u8绑定，不再是'static。而set_func里的约束要求T: 'static，这就导致函数项haha无法被转换为符合要求的函数指针：函数指针要求返回的T必须是固定的'static类型，但haha的返回Future的生命周期是随输入参数变化的，两者的泛型约束不匹配，所以编译器报错“one type is more general than the other”。

保留&mut u8参数的解决方法 #

方法1：调整set_func的生命周期约束，让返回Future的生命周期和参数绑定 #

修改set_func，引入生命周期参数，让T的生命周期和输入的&mut u8对齐，而不是强制要求'static：

use core::future::Future;

async fn haha(ctx: &mut u8) -> u8 {
    2u8
}

// 新增生命周期参数'a，绑定输入参数和返回Future的生命周期
fn set_func<'a, T>(path: &'static str, f: fn(&'a mut u8) -> T) -> u8
where
    T: Future<Output = u8> + Send + 'a,
{
    8u8
}

fn main() {
    set_func("haha", haha);
}

方法2：用高阶生命周期（HRTB）支持任意生命周期的参数 #

如果set_func需要接受适配任意生命周期的函数，可以用HRTB语法，让函数指针支持所有可能的'a生命周期：

use core::future::Future;

async fn haha(ctx: &mut u8) -> u8 {
    2u8
}

// 使用for<'a>语法，让函数指针适配任意生命周期的&mut u8参数
fn set_func<T>(path: &'static str, f: for<'a> fn(&'a mut u8) -> T) -> u8
where
    T: for<'a> Future<Output = u8> + Send + 'a,
{
    8u8
}

fn main() {
    set_func("haha", haha);
}

补充说明 #

如果你的场景必须要求T: 'static，那只能把&mut u8包装成拥有'static生命周期的类型（比如Box<mut u8>），但这会改变函数的参数类型，不符合你“保留&mut u8参数”的要求，所以优先推荐前两种方法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kenneth