Rust 如何实现仅编译时指针安全

Disclaimer:我有点赶时间，所以这有点迂回.请随意清理.

The One Sneaky Trick That Language Designers Hate™ is basically this: Rust can only reason about the 'static lifetime (used for global variables and other whole-program lifetime things) and the lifetime of stack (i.e. local) variables: it cannot express or reason about the lifetime of heap allocations.

这意味着一些事情.首先，所有处理堆分配的库类型(i.e.Box<T>Rc<T>Arc<T>)都是它们所指向的.因此，它们实际上并不是为了生存而存在的.

当你访问智能指针的contents时，你需要do个生命周期.例如:

let mut x: Box<i32> = box 0;
*x = 42;

在第二行的幕后发生的是:

{
    let box_ref: &mut Box<i32> = &mut x;
    let heap_ref: &mut i32 = box_ref.deref_mut();
    *heap_ref = 42;
}

换句话说，因为Box不是魔法，我们必须告诉编译器如何将其转换为常规的、普通的指针.这就是Deref和DerefMuttrait 的用途.这就提出了一个问题:heap_ref的生命周期 到底是多少？

答案在DerefMut的定义中(因为我赶时间，所以记忆中有DerefMut):

trait DerefMut {
    type Target;
    fn deref_mut<'a>(&'a mut self) -> &'a mut Target;
}

就像我之前说的，我们谈论的是"堆生命周期 ".相反，它必须将分配给i32的堆的生存期绑定到它手头上唯一的另一个生存期:Box的生存期.

这意味着"复杂"的事物没有一个可表达的生命周期，因此它们必须完成它们管理的事物.当你把一个复杂的智能指针/句柄转换成一个简单的borrow 指针时，that是你必须引入一个生命周期的时刻，你通常只使用句柄本身的生命周期.

实际上，我应该澄清一下:"句柄的生存期"，我真正的意思是"当前存储句柄的变量的生存期":生存期实际上是storage，而不是values.这就是为什么Rust 的新来者在不明白为什么他们不能做以下事情时会被绊倒的典型原因:

fn thingy<'a>() -> (Box<i32>, &'a i32) {
    let x = box 1701;
    (x, &x)
}

"But... I know that the box will continue to live on, why does the compiler say it doesn't?!"因为Rust无法解释堆的生命周期，must求助于将&x的生命周期与它碰巧指向的堆分配的variable x、not联系起来.