为什么在这里使用sum()需要更高级别的特征界?

Question

我在Rust中写一个通用矩阵库，想做一个点积函数

:

pub fn dot<'a, R: Scalar>(&'a self, rhs: &'a Matrix<R, M, 1>) -> T
where
T: Sum<&'a T>,
&'a Self: Mul<&'a Vector<R, M>, Output = Self>,
{
(self * rhs).elements().sum::<T>()
}

引起了一个令人困惑的错误，我不理解:

304 |     pub fn dot<'a, R: Scalar>(&'a self, rhs: &'a Matrix<R, M, 1>) -> T
|                -- lifetime `'a` defined here
...
309 |         (self * rhs).elements().sum::<T>()
|         ^^^^^^^^^^^^-----------
|         |
|         creates a temporary which is freed while still in use
|         argument requires that borrow lasts for `'a`
310 |     }
|     - temporary value is freed at the end of this statement

在寻找相似的问题盲目地尝试不同的东西之后，我找到了

的解决方案

pub fn dot<'a, R: Scalar>(&'a self, rhs: &'a Matrix<R, M, 1>) -> T
where
T: for<'b> Sum<&'b T>,
&'a Self: Mul<&'a Vector<R, M>, Output = Self>,
{
(self * rhs).elements().sum::<T>()
}

这个可以，但是我不明白为什么需要。为什么临时不持续整个功能块的长度?'b所指的寿命是多少?

背景:

Matrix是

#[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq)]
pub struct Matrix<T, const M: usize, const N: usize>
where
T: Scalar,
{
data: [[T; N]; M], // Column-Major order
}

，Vector为

pub type Vector<T, const N: usize> = Matrix<T, N, 1>;

elements()返回data上的扁平迭代器。mul返回与Self相同的类型。如果我将dot()主体更改为:

，我会得到相同的错误self.clone().data[0].iter().sum::<T>()

所以这不是Matrix上的其他方法的问题

如果我将self * rhs赋值给变量 ，同样的事情也会发生

Answer 1

问题是您使用了太多的生命周期注释。如果你真的考虑你给编译器的生命周期，这是对的。您正在放弃临时的，而它仍在使用中。对于绑定的T: Sum<&'a T>，您已经告诉它T可以由&'a Ts制成。'a的与self的寿命相同。:&Self * &Vector<R, M>返回一个新的拥有的Self，称其为P，它只存在于函数剩余的时间，称其为'p。

现在，elements可能有一个与fn elements<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = &'a T>相同的签名(可能其中一些生命周期实际上被省略了，但它们仍然存在)。所以当你调用P.elements时，你实际上调用的是elements(&'p P) -> impl Iterator<Item = &'p T>。

那么，当你调用sum::<T>时，编译器只知道如何从&'a Ts中sum一个新的T，所以它推断'p一定等于'a。但它们显然不是。'p只持续到函数结束，而'a继续存活。这就是为什么你会得到这个错误:你已经绑定了T，你返回的self的生命周期没有任何原因。

一个经验法则，我没有想太多，但可能仍然是有用的是:如果你借用self不可变和返回类型不捕获生命周期(即不是一个引用，一个trait对象，一个impl Trait，或调用者提供的泛型)，你可能不需要指定参数的生命周期。

也就是说:你不关心self或rhs的生命周期，因为你返回的是一个不引用它们的拥有类型。

当然，在where子句中仍然需要生命周期，这就是for<'x> _: ...的由来。这被称为HRTB，它的意思是，"在我插入'x的任何生命周期内，:之后的内容都是有效的。">这就是你所关心的。只要你只有引用，它就可以工作，而不是只要你有任何特定'x的引用。

所以你可以简单地重写dot的签名，像这样

pub fn dot<R: Scalar>(&self, rhs: &Matrix<R, M, 1>) -> T
where
for<'x> T: Sum<&'x T>,
for<'y> &'y Self: Mul<&'y Vector<R, M>, Output = Self>,
{ // ...