lifetimeの修飾により変数の寿命を維持したい

困るのはだいたい以下のようなコードです。

rust
1fn aaa(n) {
2    for a in b {
3        let c = match fnc() {
4            Some(id) => &id,
5            None => &n
6        };
7    }
8}

fnc()により生成されたidが維持できません。エラー文はerror[E0597]: id does not live long enoughのような形になると思います。よく出現する変数のリファレンスを生成するものの途中で寿命が尽きるというエラーです。

これをlifetimeの修飾によりエラーを回避したいと思います。しかし、どの部分を触ればいいのかわかりません。
何かわかる方は回答の方をよろしくお願いします。

yumetodo

2020/04/26 14:43

そもそもリファレンスを返すこと自体が間違いだと思われるので、そうするはめになっている背景を追記してください。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

こんにちは。質問がふわっとしているのでこちらもふわっとしたことしか答えられませんが、それでもよければご覧下さい。

まず、提示されたコードはコンパイルが通らない（引数に型が書かれてない、未定義の変数や関数がある）ので雰囲気から察して修正すると以下のようなコードになります。

rust
1fn aaa(n: i32) {
2    let b = vec![1, 2, 3];
3    for a in b {
4        let c = match fnc() {
5            Some(id) => &id,
6            None => &n,
7        };
8    }
9}
10
11fn fnc() -> Option<i32> {
12    Some(0)
13}
14
15fn main() {}
16

これを実行すると確かにE0597が出ます。

error[E0597]: `id` does not live long enough
 --> lifetime_modifier.rs:5:25
  |
4 |         let c = match fnc() {
  |             - borrow later stored here
5 |             Some(id) => &id,
  |                         ^^^- `id` dropped here while still borrowed
  |                         |
  |                         borrowed value does not live long enough

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0597`.

これをベースに話を進めます。

エラーの原因は、 id のライフタイムがマッチの腕の中で終わるからです。

rust
1        let c = match fnc() {
2            Some(id) => {
3                &id
4                // idのライフタイムはここで終わる
5            },
6            None => &n,
7        };
8        // cはidよりも長生きなのでエラー

これは愚直に書くなら fnc の返り値をもう少し長くとるようにすればエラーは出なくなります。

rust
1        // 一旦変数を束縛したのでcより長生きする
2        let tmp = fnc();
3        // &Option<i32> に対するマッチ
4        let c = match &tmp {
5            // Rustコンパイラが空気を読んでくれるのでidの型は &i32 になる
6            Some(id) => id,
7            None => &n,
8        };

&Option<i32> から &i32 が出てくるのは少しトリッキーなのでこちらの記事も参考にしてみて下さい。

上記のコードはref というキーワードを用いてもう少しスッキりした書き方ができます。

rust
1        let c = match fnc() {
2            Some(ref id) => id,
3            None => &n,
4        };

これが推奨される書き方です。

話が脇道に逸れますが、今回のケースに限っていえば Option::as_refとOption::_unwrap_orを使ってさらに綺麗に書けます。

rust
1        let c = fnc().as_ref().unwrap_or(&n);

これも覚えておいて損はないでしょう。

さて、今回提示されたコードでは上記の回答で問題ありませんが、状況が変わるとエラーになることがあります。
今回は c は for 式文の中のスコープでのみ有効なので、同じく for 式文の中で生成された fnc の返り値に束縛できました。これが例えば c を関数から返そうとするとエラーになります

rust
1fn aaa(n: i32) -> &i32 {
2    let b = vec![1, 2, 3];
3    for a in b {
4        let c = fnc().as_ref().unwrap_or(&n);
5        if c == &3 {
6            // cを関数から返そうとする
7            return c;
8        }
9    }
10    &0
11}

この場合は多少記法をいじったところでコンパイルが通りません。
C言語でもありがちな誤りですが、 c は for 式文の中でしか有効でないので、その参照をそれより長生きする関数の外に返そうとしてもエラーになります。
この場合は参照を取らずに値をムーブしてしまうのが正解です。

rust
1// 参照ではなく値そのものを返す
2fn aaa(n: i32) -> i32 {
3    let b = vec![1, 2, 3];
4    for a in b {
5        let c = match fnc() {
6            Some(id) => id,
7            None => n,
8        };
9        if c == 3 {
10            return c;
11        }
12    }
13    0
14}