【Rust】&i32の値を返す関数で&&i32の値を返そうとしてもエラーにならない

Question

質問

以下のコードのfirst_element関数で，&&list[0]という&&i32型の値を返しています．関数は&i32型の値を返すべきであるのに&&i32の値を返しているので，型不一致のエラーにが起こるはずなのにエラーになりません．出力も正しいです．

ソースコード

fn main() {
    let list = [1, 2, 3];

    println!("{}", first_element(&list));
}

fn first_element(list: &[i32]) -> &i32 {
    &&list[0]
}

試したこと

&&list[0]をlist[0]にするとmismatched typesのエラーが発生．

error[E0308]: mismatched types
 --> src/main.rs:8:5
  |
8 |     list[0]
  |     ^^^^^^^
  |     |
  |     expected &i32, found i32
  |     help: consider borrowing here: `&list[0]`
  |
  = note: expected type `&i32`
             found type `i32`

なぜか&&list[0]の&の数を変えても（&がついている限り）エラーが起きない．すなわち&list[0]や&&&list[0]や&&&&list[0]ではエラーが起きない．出力も正しい．

補足情報

cargo 1.38.0
rustc 1.38.0

Answer 1

おそらく Deref による挙動だと思われます。つまり、次のコードで &String が &str に変換されるのと同様です。

fn type_name_of<T>(_: T) -> &'static str {
    // この関数はデバッグ目的でのみ利用すること。
    // 型名を出力するが、出力の形式についての保証はない。
    std::any::type_name::<T>()
}

fn main() {
    let string = "hello".to_string();
    let ref_string = &string;
    let ref_str: &str = ref_string;

    println!("{}", type_name_of(ref_string));
    // => "&alloc::string::String" (一例)

    println!("{}", type_name_of(ref_str));
    // => "&str" (一例)

    println!("{}", type_name_of(string));
    // => "alloc::string::String" (一例)
}

というのも、標準ライブラリ内に次のような Deref の実装があるからです。

impl<T: ?Sized> Deref for &T {
    type Target = T;
    fn deref(&self) -> &T { *self }
}

これによって &&T は &T へ Deref されます。 (うまくいかないこともありますが) この変換は推移的に行われるので、いくつ & をつけても &&&&T -> &&&T -> &&T -> &T へ変換されます。