Rust如何将PathBuf所有权与其派生的Path切片共同存入结构体

问题原因 #

你遇到的是典型的自引用结构体问题：你尝试在结构体中同时存储一个所有权对象（PathBuf）和一个指向该对象的引用，Rust的借用规则不允许这种写法：

1. 你先从栈上的abs_path借出了rel_path，此时abs_path被锁定，无法转移所有权
2. 即便你强行转移，abs_path移动到结构体内部后内存地址会变化，之前借出的rel_path会变成悬垂引用，编译器直接禁止了这种风险操作。

解决方案1：存储所有权类型（最推荐） #

最简单的方式是把相对路径也转成带所有权的PathBuf存储，完全规避生命周期问题，路径拷贝的开销极低，适合绝大多数场景：

use std::path::{Path, PathBuf};

struct File {
    abs_path: PathBuf,
    rel_path: PathBuf,
}

impl File {
    fn new(abs_path: PathBuf, prefix: &Path) -> Self {
        let rel_path = abs_path.strip_prefix(prefix).unwrap().to_path_buf();
        Self { abs_path, rel_path }
    }
}

fn main() {
    let abs_path = PathBuf::from("/path/to/file");
    let _file = File::new(abs_path, Path::new("/path"));
}

如果你的前缀是固定的，也可以选择只存储abs_path和前缀，在需要相对路径时实时调用strip_prefix计算，连rel_path字段都可以省掉。

解决方案2：使用自引用结构体库 #

如果你确实不想多存一份路径副本，可以用第三方库ouroboros来安全实现自引用结构体，它会帮你封装底层的unsafe逻辑：

1. 先在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
ouroboros = "0.18"

2. 实现代码：

use ouroboros::self_referencing;
use std::path::{Path, PathBuf};

#[self_referencing]
struct File {
    abs_path: PathBuf,
    #[borrows(abs_path)]
    #[covariant]
    rel_path: &'this Path,
}

impl File {
    fn new(abs_path: PathBuf, prefix: &Path) -> Self {
        FileBuilder {
            abs_path,
            rel_path_builder: |abs_path| abs_path.strip_prefix(prefix).unwrap(),
        }.build()
    }

    // 对外提供字段访问方法
    fn abs_path(&self) -> &Path {
        self.borrow_abs_path()
    }

    fn rel_path(&self) -> &Path {
        self.borrow_rel_path()
    }
}

fn main() {
    let abs_path = PathBuf::from("/path/to/file");
    let _file = File::new(abs_path, Path::new("/path"));
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Huw Walters