Как в Rust создать изменяемый итератор? [дубликат]

Question

У меня возникают трудности с временем жизни при попытке создать изменяемый итератор в безопасном Rust.

Вот до чего я свел свою проблему:

struct DataStruct<T> {
    inner: Box<[T]>,
}

pub struct IterMut<'a, T> {
    obj: &'a mut DataStruct<T>,
    cursor: usize,
}

impl<T> DataStruct<T> {
    fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<T> {
        IterMut { obj: self, cursor: 0 }
    }
}

impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let i = f(self.cursor);
        self.cursor += 1;
        self.obj.inner.get_mut(i)
    }
}

fn f(i: usize) -> usize {
   // some permutation of i
}

Структура my DataStructникогда не изменится, но мне нужно иметь возможность видоизменить содержимое элементов, хранящихся внутри. Например,

let mut ds = DataStruct{ inner: vec![1,2,3].into_boxed_slice() };
for x in ds {
  *x += 1;
}

Компилятор выдает ошибку о конфликтующих временах жизни ссылки, которую я пытаюсь вернуть. Время жизни, которого я не ожидал, является областью действия next(&mut self)функции.

Если я попытаюсь аннотировать время жизни next(), компилятор вместо этого скажет мне, что я не удовлетворен свойством Iterator. Разрешено ли это в безопасной ржавчине?

Вот ошибка:

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for autoref due to conflicting requirements
  --> src/iter_mut.rs:25:24
   |
25 |         self.obj.inner.get_mut(i)
   |                        ^^^^^^^
   |
note: first, the lifetime cannot outlive the anonymous lifetime #1 defined on the method body at 22:5...
  --> src/iter_mut.rs:22:5
   |
22 | /     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
23 | |         let i = self.cursor;
24 | |         self.cursor += 1;
25 | |         self.obj.inner.get_mut(i)
26 | |     }
   | |_____^
note: ...so that reference does not outlive borrowed content
  --> src/iter_mut.rs:25:9
   |
25 |         self.obj.inner.get_mut(i)
   |         ^^^^^^^^^^^^^^
note: but, the lifetime must be valid for the lifetime `'a` as defined on the impl at 19:6...
  --> src/iter_mut.rs:19:6
   |
19 | impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
   |      ^^
note: ...so that the types are compatible
  --> src/iter_mut.rs:22:46
   |
22 |       fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
   |  ______________________________________________^
23 | |         let i = self.cursor;
24 | |         self.cursor += 1;
25 | |         self.obj.inner.get_mut(i)
26 | |     }
   | |_____^
   = note: expected  `std::iter::Iterator`
              found  `std::iter::Iterator`

редактирует :

• изменена реализация next()так, чтобы порядок итераций был перестановкой исходной последовательности.

Answer 1

Средство проверки заимствований не может доказать, что последующие вызовы next()не будут обращаться к тем же данным. Причина, по которой это является проблемой, заключается в том, что время жизни заимствования определяется продолжительностью жизни итератора, поэтому он не может доказать, что не будет двух изменяемых ссылок на одни и те же данные одновременно.

На самом деле нет способа решить эту проблему без небезопасного кода или изменения структур данных. Вы могли бы сделать эквивалент, slice::split_at_mutно, учитывая, что вы не можете изменить исходные данные, вам все равно придется реализовать это в небезопасном коде. Небезопасная реализация может выглядеть примерно так:

impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
    type Item = &'a mut T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let i = self.cursor;
        self.cursor += 1;
        if i < self.obj.inner.len() {
            let ptr = self.obj.inner.as_mut_ptr();
            unsafe {
                Some(&mut *ptr.add(i))
            }
        } else {
            None
        }
    }
}