generics - 为什么移动闭包不会捕获具有通用类型的值？

Question

我正在尝试创建一个 ScopeRunner 类型，它可以存储对实现 Scope 特性的类型方法的方法调用，如下所示:

trait Scope {
    fn run(&self) -> String;
}

struct ScopeImpl;

impl Scope for ScopeImpl {
    fn run(&self) -> String {
        "Some string".to_string()
    }
}


struct ScopeRunner {
    runner: Box<dyn Fn() -> String>,
}

impl ScopeRunner {
    fn new<S: Scope>(scope: S) -> Self {
        ScopeRunner {
            runner: Box::new(move || scope.run())
        }
    }

    pub fn run(self) -> String {
        (self.runner)()
    }

}


fn main() {
    let scope = ScopeImpl {};
    let scope_runner = ScopeRunner::new(scope);

    dbg!(scope_runner.run());
}

我希望因为 ScopeRunner::new 创建了一个移动闭包，这会导致作用域被移动到闭包中。但是借用检查器却给了我这个错误:

error[E0310]: the parameter type `S` may not live long enough
  --> src/main.rs:21:30
   |
20 |     fn new<S: Scope>(scope: S) -> Self {
   |            -- help: consider adding an explicit lifetime bound `S: 'static`...
21 |         ScopeRunner {runner: Box::new(move || scope.run())}
   |                              ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   |
note: ...so that the type `[closure@src/main.rs:21:39: 21:58 scope:S]` will meet its required lifetime bounds
  --> src/main.rs:21:30
   |
21 |         ScopeRunner {runner: Box::new(move || scope.run())}
   | 

当我将 ScopeRunner::new 替换为仅采用 ScopeImpl 的非通用版本时，此代码确实有效。

fn new(scope: ScopeImpl) -> Self {
    ScopeRunner {
        runner: Box::new(move || scope.run())
    }
}

我不明白为什么这是不同的。在我看来，通用 Scope 的生命周期似乎与具体版本相同。

Answer 1

问题在于 S 可以是具有 Scope impl 的任何类型，其中包括各种尚未存在的类型，这些类型带有对其他类型的引用。例如你可以有这样的实现:

struct AnotherScope<'a> {
    reference: &'str,
}

impl Scope for ScopeImpl {
    fn run(&self) -> String {
        self.reference.to_string()
    }
}

Rust 很谨慎，希望确保这适用于任何 符合条件的 S，包括它是否包含引用。

最简单的解决方法是按照错误说明的建议去做，只是禁止 S 拥有任何非静态引用:

fn new<S: Scope + 'static>(scope: S) -> Self {
    ScopeRunner {
        runner: Box::new(move || scope.run())
    }
}

使用 'static 有效地限制 S 意味着 S 可以包含对具有 'static 的值的引用生命周期或根本没有引用。

如果你想更灵活一点，你可以将其扩展到比 ScopeRunner 本身更长的引用:

struct ScopeRunner<'s> {
    runner: Box<dyn Fn() -> String + 's>,
}

impl<'s> ScopeRunner<'s> {
    fn new<S: Scope + 's>(scope: S) -> Self {
        ScopeRunner { 
            runner: Box::new(move || scope.run())
        }
    }

    pub fn run(self) -> String {
        (self.runner)()
    }
}