rustの関数で値を返す

Question

Rustで例えばこのようなコードを書いたとします

fn replace_space(s: &str) -> &str {
    &s.replace(" ", "%20")
}

この時にリプレースした値を返したいのですが、このままだとライフタイムで怒られてしまいます。
どのように書けばいいのでしょうか。

Answer 1

str::replace() は新しい String を返しますので、以下のようにしか書けません。

fn replace_space(s: &str) -> String {
    s.replace(" ", "%20")
}

元のコードで &str を返せない理由ですが、関数を抜ける時に str::replace() が返してきた String の寿命が尽きるからです。コード中のコメントを参照してください。（説明しやすいようにコードを少し変形しました）

fn replace_space(s: &str) -> &str {
    let s1 = s.replace(" ", "%20");   // 新しい `String` が作られ変数 `s1` に束縛される。
	&s1   // `String` を参照する `&str`（文字列スライス）を作って返す。
} // ここで変数 `s1` がスコープを抜けるので `String` が解放される。
  // すると、文字列スライスは解放済みのメモリを指す無効なポインタになってしまう。
  // Rust コンパイラはこの問題を検出し、コンパイルエラーにする。

Answer 2

ライフタイムについては回答があるので、str::replaceがStringを返す理由についてですが、RustのstrはUTF8でエンコードされたバイト列なので、in-placeに置換するとUTF8として壊れてしまう可能性があるため、基本的に新しくバッファを用意してそちらに書き込むようになっています。

もしどうしてもコピーのコストを削減する必要があり、あなたがUTF-8エンコーディングについて完全に理解しているならas_bytes_mutとfrom_utf8_uncheckedを用いてin-placeに変換することは可能ですが、そうでないなら単にStringを返すべきです

fn replace_space(s: &str) -> String {
    s.replace(" ", "%20")
}