生命周期

生命周期是为引用服务;还记得我们讲引用时原则吗？

引用生效期间不应该超过被引用变量的有效期，否则使用引用指向的内存是无效的
在引用使用某个变量期间，变量不能被转移
在共享引用使用期间(生效时)，不能被修改也不能有可变引用
在可变引用生效期间，变量不能有其他引用

本节要探讨的问题是：

RUST是如何知道引用什么时候生效什么时候不生效的？
在什么情况我们需要明确告诉编译器某个引用的生命周期？

概念讲解

作用域: 作用域指某个变量的可见区间，当变量离开作用域之后会被销毁

//离开作用域之后 变量不可见
fn main() {
    let a = 10;
    {
        let a_ref = &a;
    }

    println!("{}",a_ref); //cannot find value `a_ref` in this scope
}

借用检查器: RUST 编译器在编译阶段，会检查每个引用变量 引用的内存的有效性防止引用无效内存


fn main() {
    let a_ref: &i32;
    {
        let a:i32 = 10;
        a_ref = &a;
    }
    println!("a_ref {}",a_ref);
}

当然，也会检查同一块内存是否被多个引用使用，以及是否否和多个引用的约束

生命周期标注

大部分情况下，rust 编译器可以通过代码推出引用的生命周期，比如上述例子，但是有些情况确无法推断出

先来一个简单的:

#[derive(Debug)]
struct Class {
    id:i32,
    num:i32,
}

#[derive(Debug)]
struct Student<'a> {
    class: &'a Class,
}

fn main() {
    let student_a: Student; 
    {
        let class1:Class = Class {id:1, num:0};
        student_a = Student{class: &class1};
    }
    println!("{:?}", student_a)
}

这个例子演示了，如果某个类型包含外部的引用，必须要明确给出生命周期占位符，因为该引用可能来自于不同的生命周期

当结构体通过使用<'a> 生命周期占位符以后，表示明确编译器，结构体变量的生命周期不能比<'a> 引用的生命周期长

换个方法说，引用的生命周期 <''a> 必须要比结构体实例的生命周期长

稍微复杂点的: 这也是C里面经常会遇到的情况，一个结构体包含另外一个结构体，但是另外一个结构体，也需要保存指向包含结构体的对象指针

#[derive(Debug)]
struct Student<'a> {
    name: String,
    class_ref: &'a Class<'a>,
}

#[derive(Debug)]
struct Class<'a> {
    id: i32,
    students: Vec<Student<'a>>,
}

impl<'a> Class<'a> {
    fn add_student(&'a mut self, name: &str) {
        let students_ref = &mut self.students;
        let nwe_stu = Student {
            name: String::from(name),
            class_ref: self,
        };
        students_ref.push(nwe_stu);
    }
}

fn main() {
    let mut class1 = Class {
        id: 1,
        students: Vec::new(),
    };

    class1.add_student("Jack");
    class1.add_student("Rose");
}

这个问题，目前还没有办法解决，但是接下来的智能指针或许能够给我们一些帮助