终生子类型和 impl-trait

问题描述

我遇到了一种有趣的生命周期子类型形式，我认为这是有效的，但编译器对此持怀疑态度。

考虑以下函数，该函数计算两个引用序列的点积。

fn dot_prod<'a>(xs: impl IntoIterator<Item = &'a usize>,ys: impl IntoIterator<Item = &'a usize>) -> usize {
    let mut acc = 0;
    for (x,y) in xs.into_iter().zip(ys.into_iter()) {
        acc += *x * *y;
    }
    acc
}

签名赋予两个序列中的引用相同的生命周期。 “两个输入的单一生命周期”模式很常见，因为子类型允许函数用于不同生命周期的引用。但是，这里的某些东西（可能是 impl trait？）阻止了这一点。让我们看一个被阻止使用的例子（playground link）：

fn dot_prod_wrap<'a>(xs: impl IntoIterator<Item = &'a usize>,ys: impl IntoIterator<Item = &'a usize>) -> usize {
    let xs: Vec<usize> = xs.into_iter().cloned().collect();
    let ys = ys.into_iter();
    dot_prod(&xs,ys)
}

Rustc 拒绝了这一点，观察到本地 xs 对 'a 无效，从中我们可以推断它已经为函数调用的生命周期参数插入了 'a。但是，我认为这应该通过插入本地范围的生命周期（称为 'b）并推断 ys 具有一个类型，该类型是实现 {{ 1}}，其中 IntoIterator<Item = &'b usize> 是本地范围。

此方法的一些变体确实有效，例如 changing the impl traits to slices 和 using two lifetime paramters，但我很好奇有一种方法可以让 Rust 编译器接受像 'b 这样的 wapper不改变 dot_prod_wrap 的签名。

我也知道子类型和 dot_prod 都很复杂，所以我上面提出的有效性论证可能是错误的。声明“impl trait 的类型是实现 ys 的东西的子类型”尤其值得怀疑。

解决方法

Traits are invariant over their generic parameters。一旦借用检查器推断出 impl IntoIterator<Item = &'a usize> 一个合适的生命周期 'a，它就无法更改，甚至不能更改为更短的生命周期。

原因是因为trait对象是黑盒子；他们可以在自己的限制范围内做任何想做的事情。这包括诸如迭代可变性之类的东西，它们不能使用较短的生命周期（否则，您可以将一个生命周期较短的值分配给期望更长生命周期的对象）。它适用于切片，因为借用检查器知道生命周期是协变的；因此可以在需要时缩短。

您应该让 dot_prod 使用两个独立的生命周期。