Rust基于indextree实现子节点输出更新树节点的借用错误问题

问题根源 #

你遇到的多重借用错误是Rust全局借用规则的正常限制：

1. 调用arena.get()获取子节点引用时，会对整个Arena产生不可变借用，这个借用的生命周期和你收集到的&dyn CalcNode列表绑定，只要列表还在作用域内，该借用就不会释放。
2. 后续调用arena.get_mut()获取当前节点的可变引用时，需要对整个Arena产生可变借用，Rust禁止同一时间存在活跃的不可变借用和可变借用。即便你访问的是完全独立的不同节点，编译器也无法证明两个操作的内存无重叠，因此直接报错。

解决方案 #

最推荐的适配方案是引入内部可变性包装节点数据，该方案不需要修改核心业务逻辑，完全满足输出不可克隆/移动的要求，全程不需要操作输出的所有权：
你可以将Arena中存储的节点用RefCell包装，这样全程只需要对Arena持有不可变借用，节点的读写权限控制交给RefCell在运行时处理，不会产生全局借用冲突。由于你采用后序遍历，子节点更新完成后才会处理父节点，不会出现运行时借用冲突，安全性可以保证。

修改后的更新逻辑代码如下：

use indextree::{Arena, NodeId};
use std::cell::RefCell;

fn main() {
    // build_tree方法需要对应调整，Arena存储的类型改为RefCell<dyn CalcNode>
    let (arena, root) = build_tree(); 

    // 后序收集所有节点ID
    let node_stack: Vec<NodeId> = root.descendants(&arena).collect();

    for &n in node_stack.iter().rev() {
        // 收集子节点的CalcNode引用
        let children: Vec<std::cell::Ref<'_, dyn CalcNode>> = n.children(&arena)
            .map(|child_id| arena.get(child_id).unwrap().get().borrow())
            .collect();

        // 获取当前节点的可变引用
        let mut current_node = arena.get(n).unwrap().get().borrow_mut();
        // Ref<dyn CalcNode>可直接作为&dyn CalcNode使用，不需要额外处理
        current_node.update(children.iter().map(|r| r.as_ref()).collect());
    }
}

如果不想调整update方法的参数类型，也可以用unsafe代码延长引用的生命周期（由于节点存储在Arena中，只要不删除节点，地址就不会变化，该操作是安全的）：

let children: Vec<&dyn CalcNode> = n.children(&arena)
    .map(|child_id| {
        let node_ref = arena.get(child_id).unwrap().get().borrow();
        unsafe { &*node_ref.as_ptr() }
    })
    .collect();

可选无内部可变性方案 #

如果你不想引入RefCell，可以使用indextree提供的get_many_mut方法，一次性获取当前节点和所有子节点的引用，编译器可以通过该方法证明你访问的节点无重叠，不会产生借用冲突，仅需要提前收集好当前节点的所有子节点ID即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Oliver Walter