Rust中调用迭代器next()为何需将迭代器声明为mut可变？

问题1：调用迭代器的next()方法时，是否真的需要进行可变借用？ #

是，这是Rust迭代器接口的硬性定义，没有任何例外。
Rust所有迭代器都实现了Iterator trait，该trait中next方法的签名固定为：

fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>

方法接收者明确标注为&mut self，也就是说只要调用next()，就必须对迭代器实例持有可变借用，这个要求是写在标准库接口定义里的，不是编译器凭空增加的限制。

问题2：该场景下编译器要求可变借用的底层原因是什么？ #

迭代器本质是一个记录遍历进度的状态机，调用next()一定会修改迭代器自身的内部状态：

• 最基础的数组、列表迭代器，内部会保存当前遍历到的下标索引，每调用一次next()就会把下标+1，指向下一个元素，这个修改下标值的动作就是对自身状态的修改
• 示例中用到的map属于迭代器适配器，它内部会包裹源迭代器，每调用一次next()，首先要调用内部源迭代器的next()取元素（这一步已经在修改源迭代器的状态了），再调用闭包做值转换后返回
  Rust的借用规则明确要求：修改一个值的内部状态，必须持有该值的可变引用。如果允许通过不可变引用调用next()，就会出现多个引用同时修改迭代器遍历进度的情况，直接导致重复读、跳读等重入bug，Rust在编译期就把这类问题拦截了。

问题3：此场景中真正需要可变的对象，是迭代器实例i本身，还是迭代器产出的value值？ #

只有迭代器实例i本身需要可变，迭代器产出的value值完全不需要可变。
next()方法修改的只是迭代器自身存储的遍历进度状态，和最终返回给你的value是完全独立的两个实体：你拿到value之后可以声明为不可变直接使用（就像示例代码里写的那样，没有给value加mut也能正常打印），也可以根据自己的需求加mut修改，和迭代器本身的可变性没有任何关系。
当你把let mut i改成let i时，相当于向编译器承诺“i的内部状态绝对不会被修改”，但后续调用next()的动作本身就需要修改i的状态，编译器检测到这个矛盾就会直接报错，提示你给i加上mut标记。

可正常运行的示例代码 #

fn main() {
    let x = &vec![1,2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,47];
    let mut i = x.iter().map(|x|{2*x});

    while let Some(value) = i.next() {
        println!("{}", value);
    }
}

如果去掉i前面的mut，就会触发如下编译错误：

|
3 |     let i = x.iter().map(|x|{2*x});
  |         - help: consider changing this to be mutable: `mut i`
4 | 
5 |     while let Some(value) = i.next() {
  |                             ^^^^^^^^ cannot borrow as mutable

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Salathiel Genese