Rustのライフタイムの解決方法

やろうとしていること

Rustからシェルのコマンドを実行して出力を処理するプログラムを書こうと思っています。

環境

Windows10
Rust 1.55.0

コード

問題が生じているコードは以下のコードです。

rust
1use std::io;
2use std::process::Command;
3use regex::Regex;
4
5struct CondaEnvStatus {
6    is_exist: bool,
7    path: Option<&'static str>,
8}
9
10fn environment_exist() -> Result<CondaEnvStatus, String> {
11    let mut exist = false;
12    let mut env_path = "";
13    match Command::new("conda").arg("env").arg("list").output() {
14        Ok(output) => {
15            let pattern = Regex::new(r"^thz\s+(.+)").expect("Invalid pattern");
16            let pathes = String::from_utf8(output.stdout).unwrap();
17            let lines = pathes.lines();
18            for line in lines {
19                let cap = pattern.captures(line);
20                match cap {
21                    Some(cap) => {
22                        exist = true;
23                        env_path = &cap[1];
24                        println!("Environment exist in: {}", &cap[1]);
25                        break;
26                    }
27                    None => continue,
28                }
29            }
30
31            if !exist {
32                println!("Vurtural environment for the application does not exist");
33            }
34        }
35        Err(msg) => {
36            return Err(msg.to_string());
37        }
38    }
39
40    Ok(CondaEnvStatus {
41        is_exist: exist,
42        path: Some(env_path),
43    })
44}

このコードの let lines = pathes.lines();とenv_path = &cap[1]のところで

bash
1`pathes` does not live long enough: assignment requires that `pathes` is borrowed for `'static`

bash
1`cap` does not live long enough: assignment requires that `cap` is borrowed for `'static`

のようなエラーが出ます。2番目に関してはcapのライフタイムがmatch文の中で尽きているのでstaticを付けろということなのだと思うのですが、具体的にどこにstaticを付けたらいいのかわかりません。

よろしくお願いします。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

まずは解決法

'staticライフタイムが要求されるのは、CondaEnvStatus構造体のpathフィールドがOption<&'static str>型だからです。

結論からいうとpathフィールドの型をOption<String>型に変更する必要があります。

rust
1struct CondaEnvStatus {
2    is_exist: bool,
3    // pathをOption<&'static str>型からString型へ変更する
4    path: Option<String>,
5}

そしてenvironment_exists()関数内のenv_path変数の型も&strからStringに変えます。これによりコンパイルエラーが解消します。

rust
1fn environment_exist() -> Result<CondaEnvStatus, String> {
2    let mut exist = false;
3    // env_pathを&str型からString型へ変更する
4    let mut env_path = "".to_string();
5    ...
6
7                    match cap {
8                    Some(cap) => {
9                        exist = true;
10                        // cap[1]をString型に変換する
11                        env_path = cap[1].to_string();
12    ...
13
14    Ok(CondaEnvStatus {
15        is_exist: exist,
16        path: Some(env_path),
17    })

なお、余談ですがenv_path変数の型はOption<String>にして、初期値として""ではなくNoneを持たせた方がいいかもしれません。ご質問のコードですと、pathが見つからないときはenv_pathの値が""のままになり、CondaEnvStatusのpathフィールドにSome("")がセットされます。が、見つからないときはNoneがセットされた方がわかりやすいと思います。

env_path変数の型をOption<String>にすることで、pathが見つからないときはpathフィールドにNoneがセットされるようになります。

rust
1fn environment_exist() -> Result<CondaEnvStatus, String> {
2    let mut exist = false;
3    // env_pathをOption<String>型にする
4    let mut env_path = None;
5    ...
6
7                    match cap {
8                    Some(cap) => {
9                        exist = true;
10                        // cap[1]をOption<String>型に変換する
11                        env_path = Some(cap[1].to_string());
12    ...
13
14    Ok(CondaEnvStatus {
15        is_exist: exist,
16        // ここでは単にenv_pathの値（Option<String>型）をセットする
17        path: env_path,
18    })

なぜ`&'static str`ではダメなのか？

'staticライフタイムを持つ参照は基本的にコンパイル時定数からしか作成できません。&strの場合は文字列リテラルだけが'staticライフタイムを持つことができます。

ご質問のコードでは、実行時に外部コマンドの標準出力から得た文字列（実行時に作られたString）から&strを得ようとしています。このような&strは'staticライフタイムを持ちませんので、CondaEnvStatus.pathの'staticは満たせません。そのためpathフィールドの型を変える必要があります。

ここで、最初に提示したようにOption<String>型にする方法と、

rust
1struct CondaEnvStatus {
2    is_exist: bool,
3    // pathをOption<&'static str>型からString型へ変更する
4    path: Option<String>,
5}

CondaEnvStatusにライフタイム'aを導入して、Option<&'a str>型にする方法があります。

rust
1struct CondaEnvStatus<'a> {
2    is_exist: bool,
3    // pathをOption<&'static str>型から&'a str型へ変更する
4    // ここで'aは、CondaEnvStatus自体のライフタイムよりも長い
5    // ライフタイムを示す
6    path: Option<&'a str>,
7}