rust - 从 HashMap 或 Vec 返回引用会导致借用持续超出其所在的范围吗？

Question

我有一个持续的编译错误，其中 Rust 提示我在尝试可变借用时有一个不可变借用，但不可变借用来自另一个范围，我没有从中带来任何东西。

我有一些代码可以检查 map 中的值，如果它存在，则返回它，否则它需要以各种方式改变 map 。问题是我似乎无法找到一种方法让 Rust 让我同时做这两个操作，即使这两个操作是完全分开的。

这是一些无意义的代码，它们遵循与我的代码相同的结构并显示出问题:

use std::collections::BTreeMap;

fn do_stuff(map: &mut BTreeMap<i32, i32>, key: i32) -> Option<&i32> {
    // extra scope in vain attempt to contain the borrow
    {
        // borrow immutably
        if let Some(key) = map.get(&key) {
            return Some(key);
        }
    }

    // now I'm DONE with the immutable borrow, but rustc still thinks it's borrowed

    map.insert(0, 0); // borrow mutably, which errors
    None
}

这会出错:

error[E0502]: cannot borrow `*map` as mutable because it is also borrowed as immutable
  --> src/lib.rs:14:5
   |
3  | fn do_stuff(map: &mut BTreeMap<i32, i32>, key: i32) -> Option<&i32> {
   |                  - let's call the lifetime of this reference `'1`
...
7  |         if let Some(key) = map.get(&key) {
   |                            --- immutable borrow occurs here
8  |             return Some(key);
   |                    --------- returning this value requires that `*map` is borrowed for `'1`
...
14 |     map.insert(0, 0); // borrow mutably, which errors
   |     ^^^^^^^^^^^^^^^^ mutable borrow occurs here

这对我来说没有任何意义。不可变借用如何超过该范围？!一个分支match通过 return 退出函数，而另一个什么都不做并离开范围。

我以前见过这种情况，我错误地将借用从其他变量的范围中走私出来，但这里不是这种情况!

确实，借用正在通过 return 转义范围语句，但它阻止了函数中更远的借用是荒谬的——程序不可能返回并继续运行!如果我在那里返回其他东西，错误就会消失，所以我认为这就是借用检查器被挂断的原因。这对我来说就像一个错误。

不幸的是，我一直无法找到任何方法来重写它而不会遇到相同的错误，因此如果是这种情况，这是一个特别讨厌的错误。

Answer 1

这是一个 known issue这将通过 non-lexical lifetimes 的 future 迭代来解决，但是是 当前未处理 从 Rust 1.51 开始。
如果您要插入与查找相同的 key ，我建议您使用 use the entry API反而。
您现在可以添加一些低效率来解决此问题。如果效率低下是 Not Acceptable ，there are deeper workarounds .HashMap一般的想法是添加一个 bool 值，告诉您一个值是否存在。这个 bool 值不卡在引用上，所以没有借用:

use std::collections::BTreeMap;

fn do_stuff(map: &mut BTreeMap<i32, i32>, key: i32) -> Option<&i32> {
    if map.contains_key(&key) {
        return map.get(&key);
    }

    map.insert(0, 0);
    None
}

fn main() {
    let mut map = BTreeMap::new();
    do_stuff(&mut map, 42);
    println!("{:?}", map)
}

Vec类似的情况可以通过使用元素的索引而不是引用来解决。与上面的情况一样，由于需要再次检查切片边界，这可能会导致效率低下。
代替

fn find_or_create_five<'a>(container: &'a mut Vec<u8>) -> &'a mut u8 {
    match container.iter_mut().find(|e| **e == 5) {
        Some(element) => element,
        None => {
            container.push(5);
            container.last_mut().unwrap()
        }
    }
}

你可以写:

fn find_or_create_five<'a>(container: &'a mut Vec<u8>) -> &'a mut u8 {
    let idx = container.iter().position(|&e| e == 5).unwrap_or_else(|| {
        container.push(5);
        container.len() - 1    
    });
    &mut container[idx]
}

非词法生命周期
这些类型的示例是 the NLL RFC 中的主要案例之一。 :Problem case #3: conditional control flow across functions .
不幸的是，这个特定案例在 Rust 1.51 中还没有准备好。如果您选择加入实验 -Zpolonius在 nightly 中，这些原始示例中的每一个都按原样编译:

use std::collections::BTreeMap;

fn do_stuff(map: &mut BTreeMap<i32, i32>, key: i32) -> Option<&i32> {
    if let Some(key) = map.get(&key) {
        return Some(key);
    }

    map.insert(0, 0);
    None
}

fn find_or_create_five(container: &mut Vec<u8>) -> &mut u8 {
    match container.iter_mut().find(|e| **e == 5) {
        Some(element) => element,
        None => {
            container.push(5);
            container.last_mut().unwrap()
        }
    }
}

也可以看看:

How to update-or-insert on a Vec?
这是相同的问题，不返回引用，它与 Rust 1.32 中可用的 NLL 的实现一起工作。

Double mutable borrow error in a loop happens even with NLL on
这个问题不过是在稍微复杂一点的情况下。

When is it necessary to circumvent Rust's borrow checker?
终极逃生舱口。