Как правильно управлять собственностью с помощью заимствования в Rust?

Я новичок в мире Rust и до сих пор не совсем понимаю, как работает владение / заимствование / время жизни. У меня есть этот пример, чтобы продемонстрировать борьбу:

struct Node {
  value: bool,
  next: Option<Box<Node>>
}

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
  let node = Node { value: true, next: None };
  let result = Some(Box::new(node));
  *next = result;
  Some(*next.unwrap())
}

fn main() {
  let mut node = Node {
    value: false,
    next: None
  };
  let result = populate(&mut node.next);
  println!("{}", node.unwrap().value);
  println!("{}", result.unwrap().value);
}

Я не понимаю, почему так работает ход:

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
  let node = Node { value: true, next: None };
  let result = Some(Box::new(node));
  // *next = result;
  Some(*result.unwrap() /* *next.unwrap() */)
}

Но другой способ - нет:

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
      let node = Node { value: true, next: None };
      let result = Some(Box::new(node));
      *next = result;
      Some(*(*next.as_ref().unwrap())) // or Some(*next.unwrap())
 }

Как правильно передать право собственности (как в примере выше) без копирования, но с заимствованием, изменяя следующую ссылку (без добавления дополнительных параметров)? Я до сих пор не разбираюсь в этой части ...


nodes rust ownership lifetime borrowing
person Arsenius    schedule 02.05.2020    source источник

Ответы (2)


arrow_upward
2
arrow_downward

Если вы хотите, чтобы populate возвращал ссылку на новый Node, помещенный внутри next, ссылка должна быть частью возвращаемого типа. Вы не можете переместить (передать право собственности) узел в next, одновременно вернув его; это не то, как работает владение:

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<&mut Node> {
//                                            here: ^^^^

Вы можете попытаться вернуть Some(&mut *next.unwrap()), но это не сработает, потому что unwrap принимает self по значению. К счастью, на Option есть удобная функция, которая перенесет вас прямо с &mut Option<Box<Node>> на Option<&mut Node>, _ 12_:

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<&mut Node> {
    let node = Node {
        value: true,
        next: None,
    };
    *next = Some(Box::new(node));
    next.as_deref_mut()
}

Также читайте

person trentcl    schedule 02.05.2020
comment
Для задачи обхода бинарных деревьев и десериализации этот подход работает. Спасибо. - person Arsenius; 03.05.2020
comment
@Arsenius FWIW Я настоятельно рекомендую прочитать эту последнюю ссылку, прежде чем пытаться сделать что-либо с рекурсивно определенными структурами данных (деревья, списки, графики) в Rust - он охватывает множество особенностей владения и заимствования, с которыми вы, вероятно, столкнетесь, и показывает способы работы с ними и вокруг них. Rust - сложный язык для написания структур данных, в некоторых отношениях даже более сложный, чем C. - person trentcl; 03.05.2020

arrow_upward
2
arrow_downward 

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
  let node = Node { value: true, next: None };
  let result = Some(Box::new(node));
  *next = result;
  Some(*result.unwrap() /* *next.unwrap() */)
}

Обработка кода, как предлагает компилятор, может привести к тому, что вы написали. Теперь, взяв это, введение промежуточных переменных и типов аннотаций (чтобы увидеть, что происходит) дает следующее:

fn populate2(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
    let node : Node = Node { value: true, next: None };
    let result : Option<Box<Node>> = Some(Box::new(node));
    *next = result;
    let next_as_ref : Option<&Box<Node>> = next.as_ref();
    let next_as_ref_unwrap : &Box<Node> = next_as_ref.unwrap(); 
    let next_as_ref_unwrap_deref : Box<Node> = *next_as_ref_unwrap; // <- error here!
    Some(*next_as_ref_unwrap_deref) // or Some(*next.unwrap())
}

let next_as_ref_unwrap_deref : Box<Node> = *next_as_ref_unwrap; терпит неудачу, потому что next_as_ref_unwrap является заимствованным Box<Node>, то есть &Box<Node>. При разыменовании (т.е. *) next_as_ref_unwrap пытается переместиться, чего нельзя сделать из заимствованной переменной.

Проблема в том, что у вас есть next, который (по сути) содержит Node, однако вы хотите вернуть Node. Возникает вопрос: хотите ли вы вернуть другой (т. Е. новый Node) или вы хотите извлечь (т. Е. take) Node из next и вернуть его. Если вы хотите take и вернуть его:

fn populate(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
  let node = Node { value: true, next: None };
  let result = Some(Box::new(node));
  *next = result;
  next.take().map(|boxed_node| *boxed_node)
}

Приведенный выше код компилируется, но, по крайней мере, сомнительно, поскольку он принимает next, который по существу используется как локальная переменная и впоследствии создается None (потому что мы take из нее).

Вы, вероятно, захотите решить, что populate на самом деле должно делать.

  • Следует ли изменить None? Почему возвращается значение Option<None>? Должен ли он возвращать старое значение next? (Зачем тогда возвращать Option<Node> вместо Option<Box<Node>>?)

Код:

fn populate_returning_old_val(next: &mut Option<Box<Node>>) -> Option<Node> {
  std::mem::replace(
    next,
    Some(Box::new(Node { value: true, next: None }))
  ).take().map(|boxed_node| *boxed_node)
}
person phimuemue    schedule 02.05.2020
comment
Настоящая проблема, над которой я работаю, - это обход и десериализация бинарных деревьев. Когда мне нужно пройти предварительный заказ и обход порядка, я столкнулся с такой проблемой, когда мне не удалось извлечь существующее значение. Итак, ответ - да, мне нужно взять узел из следующего (а не создавать копию). Возможно, пример не так хорош, потому что реальное решение слишком сложное и слишком много кода, я просто упростил его настолько, насколько мог, но потерял смысл почему, но вопрос на самом деле больше связан с тем, как. В любом случае благодарю за помощь. Спасибо! - person Arsenius; 03.05.2020
comment
Но возможно ли, что и node.next.is_some(), и result.is_some() верны? Примеры кода работают только для node.next.is_some() == true или result.is_some() == true, но никогда не подходят для обоих. Как это решить? - person Arsenius; 03.05.2020