CRust學(xué)習(xí)筆記：生命周期-2

本系列文章是Jon Gjengset發(fā)布的CRust of Rust系列視頻的學(xué)習(xí)筆記，CRust of Rust是一系列持續(xù)更新的Rust中級(jí)教程。

讓我們接著上一篇文章繼續(xù)學(xué)習(xí)Rust的生命周期。在上一篇文章中的代碼基礎(chǔ)上，加入如下的函數(shù)和測(cè)試用例：

 1fnuntil_char(s:&str,c:char)->&str{
 2StrSplit::new(s,&format!("{}",c))
 3.next()
 4.expect("StrSplitalwaysgivesatleastoneresult")
 5}
 6
 7#[test]
 8fnuntil_char_test(){
 9assert_eq!(until_char("helloworld",'o'),"hell");
10}

編譯器會(huì)報(bào)如下錯(cuò)誤：

error[E0515]: cannot return value referencing temporary value

這里的臨時(shí)值是&format!("{}",c)，從代碼中可以看出，參數(shù)s、c和next()之后的值要擁有相同的生命周期，因此返回值與臨時(shí)值的生命周期相同。但是這個(gè)臨時(shí)值的生命周期在函數(shù)執(zhí)行完后就結(jié)束了，所以編譯不通過。

有一種解決辦法是使用String

1#[derive(Debug)]
2pubstructStrSplit<'a>{
3//使用Option
4remainder:Option<&'a?str>,
5delimiter:String,
6}

但是使用String是有兩個(gè)問題的，我們先來比較一下str，&str，String之間的區(qū)別：

str -> [char]：相當(dāng)于char類型的切片，既可以分配在棧上，也可以分配在堆上，還可以分配在static區(qū)。

&str -> &[char]：相當(dāng)于胖指針，包含指向str的指針和字符串的長度。

String -> Vec：分配在堆上的字符向量，在棧上有一個(gè)胖指針指向這個(gè)堆上的字符向量。

String轉(zhuǎn)換&str相對(duì)容易一些，因?yàn)橐阎址钠鹗嘉恢眉伴L度。而&str轉(zhuǎn)換成String就復(fù)雜一些，需要先在堆上分配一段空間，然后再通過內(nèi)存拷貝(memcpy)把字符copy到堆上。

因此使用String的第一個(gè)問題是性能問題；第二個(gè)問題是不能兼容嵌入式系統(tǒng)，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)沒有堆內(nèi)存。

我們選擇更好的解決方案，定義多個(gè)生命周期

1#[derive(Debug)]
2pubstructStrSplit<'haystack,?'delimiter>{
3//使用Option
4remainder:Option<&'haystack?str>,
5delimiter:&'delimiterstr,
6}

 1impl<'haystack,?'delimiter>StrSplit<'haystack,?'delimiter>{
 2/**
 3*新構(gòu)建的StrSplit與傳入的參數(shù)haystack，delimiter擁有相同的生命周期
 4*/
 5pubfnnew(haystack:&'haystackstr,delimiter:&'delimiterstr)->Self{
 6Self{
 7remainder:Some(haystack),
 8delimiter,
 9}
10}
11}
12
13impl<'haystack>IteratorforStrSplit<'haystack,?'_>{
14//迭代的結(jié)果也要與StrSplit擁有相同的生命周期，是因?yàn)橐赟trSplit的成員remainder上做迭代。
15typeItem=&'haystackstr;
16
17fnnext(&mutself)->Option{
18letremainder=self.remainder.as_mut()?;
19ifletSome(next_delim)=remainder.find(self.delimiter){
20letuntil_remainder=&remainder[..next_delim];
21*remainder=&remainder[next_delim+self.delimiter.len()..];
22Some(until_remainder)
23}else{
24self.remainder.take()
25}
26}
27}

執(zhí)行cargo test，測(cè)試通過。 泛型化Delimiter 在這里我們將分隔符進(jìn)行泛型化，使得StrSplit更加通用。

 1pubstructStrSplit<'haystack,?D>{
 2//使用Option
 3remainder:Option<&'haystack?str>,
 4delimiter:D,
 5}
 6
 7impl<'haystack,?D>StrSplit<'haystack,?D>{
 8pubfnnew(haystack:&'haystackstr,delimiter:D)->Self{
 9Self{
10remainder:Some(haystack),
11delimiter,
12}
13}
14}

定義一個(gè)trait，包含一個(gè)find_next()方法，用于返回分隔符在字符串中的起始位置和結(jié)束位置

1pubtraitDelimiter{
2//返回分隔符在字符串中的起始位置和結(jié)束位置
3fnfind_next(&self,s:&str)->Option<(usize,?usize)>;
4}

迭代器修改如下：

 1impl<'haystack,?D>IteratorforStrSplit<'haystack,?D>
 2where
 3D:Delimiter
 4{
 5//迭代的結(jié)果也要與StrSplit擁有相同的生命周期，是因?yàn)橐赟trSplit的成員remainder上做迭代。
 6typeItem=&'haystackstr;
 7
 8fnnext(&mutself)->Option{
 9letremainder=self.remainder.as_mut()?;
10ifletSome((delim_start,delim_end))=self.delimiter.find_next(remainder){
11letuntil_remainder=&remainder[..delim_start];
12*remainder=&remainder[delim_end..];
13Some(until_remainder)
14}else{
15self.remainder.take()
16}
17}
18}

然后為&str和char分別實(shí)現(xiàn)Delimiter trait：

 1implDelimiterfor&str{
 2fnfind_next(&self,s:&str)->Option<(usize,?usize)>{
 3s.find(self).map(|start|(start,start+self.len()))
 4}
 5}
 6
 7implDelimiterforchar{
 8fnfind_next(&self,s:&str)->Option<(usize,?usize)>{
 9s.char_indices()
10.find(|(_,c)|c==self)
11.map(|(start,_)|(start,start+self.len_utf8()))
12}
13}

函數(shù)until_char()修改為：

1pubfnuntil_char(s:&str,c:char)->&str{
2StrSplit::new(s,c)
3.next()
4.expect("StrSplitalwaysgivesatleastoneresult")
5}

執(zhí)行cargo test，測(cè)試通過。

審核編輯：湯梓紅