Rust从结构体Vec提取嵌套Vec时如何解决借用检查报错

我正在为一门玩具语言开发编译器，需要实现逐文件错误检查能力。我定义了MooFile结构体，其包含Vec<anyhow::Error>类型字段，遇到错误时就会存入该字段。现在我需要遍历所有文件，提取其中的错误并扁平化为单个向量作为编译器返回值，但实现过程中一直被借用检查器拦截，以下是多次尝试的实现代码及对应的编译报错：

第一次尝试：不可变迭代器下修改字段 #

fn compile(&mut self) -> Result<(), Vec<Error>> {
    ...
    // Check for errors
    let has_errors = self.files
        .iter()
        .map(|file| file.has_errors())
        .reduce(|acc, value| acc | value)
        .unwrap_or(false);

     if has_errors {
        let mut errors = vec![];
        self.files
            .iter()
            .for_each(|&mut file| errors.append(&mut file.errors));

        Err(errors)
    } else {
        Ok(())
    }
}

编译报错：

error[E0596]: cannot borrow `file.errors` as mutable, as it is behind a `&` reference
  --> src\lib.rs:62:48
   |
62 |                 .for_each(|file| errors.append(&mut file.errors));
   |                            ----                ^^^^^^^^^^^^^^^^ `file` is a `&` reference, so the data it refers to cannot be borrowed as mutable
   |                            |
   |                            help: consider changing this to be a mutable reference: `&mut MooFile`

报错原因：iter()返回的是不可变引用&MooFile，没有修改内部字段、移走字段值的权限。

第二次尝试：调用into_iter()获取files所有权 #

fn compile(&mut self) -> Result<(), Vec<Error>> {
    ...
    // Check for errors
    let has_errors = self.files
        .iter()
        .map(|file| file.has_errors())
        .reduce(|acc, value| acc | value)
        .unwrap_or(false);

    if has_errors {
        let mut errors = vec![];
        self.files
            .into_iter()
            .for_each(|mut file| errors.append(&mut file.errors));

        Err(errors)
    } else {
        Ok(())
    }
}

编译报错：

error[E0507]: cannot move out of `self.files` which is behind a mutable reference
   --> src\lib.rs:63:13
    |
63  |             self.files
    |             ^^^^^^^^^^ move occurs because `self.files` has type `Vec<MooFile>`, which does not implement the `Copy` trait
64  |                 .into_iter()
    |                  ----------- `self.files` moved due to this method call

报错原因：compile方法仅持有&mut self可变引用，没有self的完整所有权，对self.files调用into_iter()会将整个files字段的所有权从结构体中移走，违反借用规则。

第三次尝试：直接映射errors字段 #

fn compile(&mut self) -> Result<(), Vec<Error>> {
    ...
    // Check for errors
    let errors: Vec<Error> = self.files
        .iter()
        .map(|file| file.errors)
        .flatten()
        .collect();

    if errors.len() > 0 {
        Err(errors)
    } else {
        Ok(())
    }
}

编译报错：

error[E0507]: cannot move out of `file.errors` which is behind a shared reference
  --> src\lib.rs:54:25
   |
54 |             .map(|file| file.errors)
   |                         ^^^^^^^^^^^ move occurs because `file.errors` has type `Vec<anyhow::Error>`, which does not implement the `Copy` trait

For more information about this error, try `rustc --explain E0507`.
error: could not compile `moo2` due to previous error

报错原因：iter()返回的是&MooFile引用，直接访问file.errors相当于尝试将errors字段从引用指向的结构体实例中移走，Rust不允许这种操作。

不需要提前单独遍历判断是否存在错误，直接使用可变迭代器iter_mut()获取每个文件的可变引用，再通过Vec::append将每个文件中的错误移到总错误向量即可，完全符合借用规则，且只需要一次遍历：

fn compile(&mut self) -> Result<(), Vec<anyhow::Error>> {
    // 其他编译逻辑...

    let mut errors = vec![];
    for file in self.files.iter_mut() {
        // 将当前文件存储的所有错误追加到总错误列表，原文件的errors字段会被清空
        errors.append(&mut file.errors);
    }

    if errors.is_empty() {
        Ok(())
    } else {
        Err(errors)
    }
}

方案说明 #

• iter_mut()产出的迭代元素类型为&mut MooFile，持有对每个文件实例的可变访问权限，允许修改内部字段
• Vec::append会将参数向量中的所有元素移动到自身，参数向量执行后为空，不会产生悬空值
• 仅需一次遍历即可完成错误收集，比先遍历判错再遍历取错的写法效率更高
• 全程仅修改errors字段的内容，没有移动self.files或单个MooFile实例的所有权，不会破坏结构体的有效性

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CaseyB