Rust 文字列連結でライフタイムのエラー

Question

Rustの練習のために数独を作ろうとしています。とりあえず基本的構造を作り、ToStringトレイトを実装しようとしています。

エラー内容

error[E0716]: temporary value dropped while borrowed

コード

struct Grid{
        placed_number:Option<u8>,
    }
    struct NumberPlace{
        field:[[Grid;9];9],
    }

    impl ToString for NumberPlace{
        fn to_string(&self) -> String{
            let mut text = String::new();
            for x in 0..self.field.len(){
                for y in 0..self.field[x].len(){
                    text += match self.field[x][y].placed_number{
                        Some(v) => &v.to_string(),//error[E0716]: temporary value dropped while borrowed
                        None => " ",
                    };
                }
                text += "\n";
            }
            text
        }
    }

&v.to_string() がmatchの中でドロップしてしまっていることが原因でエラーが発生していると認識していますが、これはどのように解決すれば良いでしょうか？

Answer 1

&v.to_string() がmatchの中でドロップしてしまっていることが原因でエラーが発生していると認識していますが、

その通りです。

いきなり話が脱線しますが、実はRustではToStringを実装することは推奨されておらず、代わりにstd::fmt::Displayを実装することが推奨されています。（Displayを実装すると、自動的にToStringも実装されます）

https://doc.rust-lang.org/stable/std/string/trait.ToString.html

ToString shouldn’t be implemented directly: Display should be implemented instead, and you get the ToString implementation for free.

Displayを実装する際は自分でStringを構築する必要はなく、フォーマッターに対してprint! マクロに良く似たwrite!で書き込みます。その方法ですと今回のご質問のようなライフタイムのエラーには遭遇しないですみます。

とはいえ、ご質問のエラーも、別の、いろいろな場面で遭遇するはずですので、まずはご質問のコード（ToString）のまま解決する方法を紹介して、そのあと、Displayを実装するコードをお見せします。

解決方法１

&v.to_string() がmatchの中でドロップしてしまっていることが原因

&strをmatchの外に持ち出せないのならmatchの中でtextに追記してしまえば解決します。

変更前

text += match self.field[x][y].placed_number{
    Some(v) => &v.to_string(),//error[E0716]: temporary value dropped while borrowed
    None => " ",
};

変更後

match self.field[x][y].placed_number {
    // match内でtextに追記すればライフタイムのエラーが起こらない
    Some(v) => text += &v.to_string(),
    None => text += " ",
};

text += が2回繰り返されるので、あまりかっこいいやり方でないのはたしかです。

解決方法２

そもそも元のコードで&v.to_string()としているのは、Noneのときに&strを返したいので、それに合わせるためだったと思います。std::borrow::Cowで包むことで&strのような借用する値とStringのような所有する値を1つの型に統一できます。

let s: Cow<'_, str> = match self.field[x][y].placed_number {
    // StringをCow::Owned(..) に変換する
    Some(v) => v.to_string().into(),
    // &'static strをCow::Borrowed(..)に変換する
    None => " ".into(),
};
text += &s;

Displayを実装する

Displayを実装する場合は以下のようなコードになります。なおご質問のコードではforループを配列のインデックスxとyで回していますが、以下のように直接配列の要素を得る方が簡潔なコードになり、Rustらしい書き方になります。

use std::fmt;

impl fmt::Display for NumberPlace {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        // lineは1行分のデータ。&[Grid; 9]型
        for line in &self.field {
            // cellは1マス分のデータ。&Grid型
            for cell in line {
                match cell.placed_number {
                    // print!マクロによく似たwrite!マクロでフォーマッターに書く
                    Some(v) => write!(f, "{}", v)?,
                    None => write!(f, " ")?,
                };
            }
            writeln!(f)?;
        }
        Ok(())
    }
}

Comments

[Watching]

回答ありがとうございます。
for inで回してないのは後から3行ごとに区切り線を入れて見やすくしようと思ってたからです。インデックスをinで取得する方法もあると聞きましたが上手くいきませんでした。

[tatsuya6502]

なるほどー。そういう場合はenumerate()を使います。以下のようにすると、xにインデックスが入ります。

for (x, line) in self.field.iter().enumerate() {

[Watching]

field.enumerate()で取得できるのかと思っていました。助かります。

Answer 2

&v.to_string() がmatchの中でドロップしてしまっていることが原因でエラーが発生している

正確には、v.to_string()で作られたStringがmatchの中でドロップしているのに、その参照である&strをmatchの外に持ち出そうとしているのでエラーになっています．

修正方法としては、以下のようにmatchから実体であるStringを返すようにすればよいです．

text += &match self.field[x][y].placed_number {
    Some(v) => v.to_string(),
    None => " ".to_string(),
};