如何编写一个返回对自身引用的迭代器？

Question

如何编写一个返回对自身引用的迭代器？我无法表达Iterator实现的返回值的生命周期。如何在不更改迭代器的返回值的情况下编译此代码？我希望它返回一个引用的向量。很明显，我没有正确使用生命周期参数，但在尝试了我放弃的各种方法之后，我不知道如何处理它。use std::iter::Iterator;struct PermutationIterator<T> {     vs: Vec<Vec<T>>,     is: Vec<usize>,}impl<T> PermutationIterator<T> {     fn new() -> PermutationIterator<T> {         PermutationIterator {             vs: vec![],             is: vec![],         }     }     fn add(&mut self, v: Vec<T>) {         self.vs.push(v);         self.is.push(0);     }}impl<T> Iterator for PermutationIterator<T> {     type Item = Vec<&'a T>;     fn next(&mut self) -> Option<Vec<&T>> {         'outer: loop {             for i in 0..self.vs.len() {                 if self.is[i] >= self.vs[i].len() {                     if i == 0 {                         return None; // we are done                     }                     self.is[i] = 0;                     self.is[i - 1] += 1;                     continue 'outer;                 }             }             let mut result = vec![];             for i in 0..self.vs.len() {                 let index = self.is[i];                 result.push(self.vs[i].get(index).unwrap());             }             *self.is.last_mut().unwrap() += 1;             return Some(result);         }     }}fn main() {     let v1: Vec<_> = (1..3).collect();     let v2: Vec<_> = (3..5).collect();     let v3: Vec<_> = (1..6).collect();     let mut i = PermutationIterator::new();     i.add(v1);     i.add(v2);     i.add(v3);     loop {         match i.next() {             Some(v) => {                 println!("{:?}", v);             }             None => {                 break;             }         }     }}（游乐场链接）error[E0261]: use of undeclared lifetime name `'a`   --> src/main.rs:23:22    | 23 |     type Item = Vec<&'a T>;    |                      ^^ undeclared lifetime

Answer 1

据我所知，你想要迭代器将引用向量返回给自己，对吧？不幸的是，在Rust中是不可能的。

这是减少的Iterator特性：

trait Iterator {
    type Item;
    fn next(&mut self) -> Option<Item>;}

请注意，和之间没有生命周期连接。这意味着该方法不能将引用返回到迭代器本身。你只是无法表达返回引用的生命周期。这基本上是你找不到指定正确生命周期的方法的原因 - 它看起来像这样：&mut selfOption<Item>next()

fn next<'a>(&'a mut self) -> Option<Vec<&'a T>>

除了这不是一个有效next()的Iterator特质方法。

这些迭代器（可以将引用返回到它们自己的迭代器）称为流迭代器。如果你愿意，你可以在这里，这里和这里找到更多。

更新。但是，您可以从迭代器返回对其他结构的引用 - 这就是大多数集合迭代器的工作方式。它可能看起来像这样：

pub struct PermutationIterator<'a, T> {
    vs: &'a [Vec<T>],
    is: Vec<usize>}impl<'a, T> Iterator for PermutationIterator<'a, T> {
    type Item = Vec<&'a T>;

    fn next(&mut self) -> Option<Vec<&'a T>> {
        ...
    }}

注意'a现在如何在impl块上声明生命周期。可以这样做（事实上是必需的）因为你需要在结构上指定生命周期参数。然后你可以使用相同的'ain Item和next()return类型。同样，这就是大多数集合迭代器的工作方式。

Answer 2

它可以从其他东西中产生借来的价值。这是与实现Vec和Iter：在Vec拥有值，并且在Iter刚能中产生的引用的包装Vec。

这是一个实现您想要的设计。迭代器就像Vec和Iter，和实际拥有值的其他容器一样。

use std::iter::Iterator;struct PermutationIterator<'a, T: 'a> {
    vs : Vec<&'a [T]>,
    is : Vec<usize>}impl<'a, T> PermutationIterator<'a, T> {
    fn new() -> PermutationIterator<'a, T> { ... }

    fn add(&mut self, v : &'a [T]) { ... }}impl<'a, T> Iterator for PermutationIterator<'a, T> {
    type Item = Vec<&'a T>;
    fn next(&mut self) -> Option<Vec<&'a T>> { ... }}fn main() {
    let v1 : Vec<i32> = (1..3).collect();
    let v2 : Vec<i32> = (3..5).collect();
    let v3 : Vec<i32> = (1..6).collect();

    let mut i = PermutationIterator::new();
    i.add(&v1);
    i.add(&v2);
    i.add(&v3);

    loop {
        match i.next() {
            Some(v) => { println!("{:?}", v); }
            None => {break;}
        }
    }}

（操场）

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与您的初始问题无关。如果这只是我，我会确保所有借来的载体都是一次性的。我们的想法是删除重复调用add并直接传递构造中所有借用的向量：

use std::iter::{Iterator, repeat};struct PermutationIterator<'a, T: 'a> {
    ...}impl<'a, T> PermutationIterator<'a, T> {
    fn new(vs: Vec<&'a [T]>) -> PermutationIterator<'a, T> {
        let n = vs.len();
        PermutationIterator {
            vs: vs,
            is: repeat(0).take(n).collect(),
        }
    }}impl<'a, T> Iterator for PermutationIterator<'a, T> {
    ...}fn main() {
    let v1 : Vec<i32> = (1..3).collect();
    let v2 : Vec<i32> = (3..5).collect();
    let v3 : Vec<i32> = (1..6).collect();
    let vall: Vec<&[i32]> = vec![&v1, &v2, &v3];

    let mut i = PermutationIterator::new(vall);}

（操场）

（编辑：将迭代器设计改为采用Vec<&'a [T]>而不是a Vec<Vec<&'a T>>。使用ref容器比构建refs容器更容易。）

Answer 3

正如其他答案中所提到的，这被称为流式迭代器，它需要Rust的不同保证Iterator。提供此类功能的一个箱子恰当地称为流式迭代器，它提供了StreamingIterator特性。

以下是实现特征的一个示例：

extern crate streaming_iterator;use streaming_iterator::StreamingIterator;struct Demonstration {
    scores: Vec<i32>,
    position: usize,}// Since `StreamingIterator` requires that we be able to call// `advance` before `get`, we have to start "before" the first// element. We assume that there will never be the maximum number of// entries in the `Vec`, so we use `usize::MAX` as our sentinel value.impl Demonstration {
    fn new() -> Self {
        Demonstration {
            scores: vec![1, 2, 3],
            position: std::usize::MAX,
        }
    }

    fn reset(&mut self) {
        self.position = std::usize::MAX;
    }}impl StreamingIterator for Demonstration {
    type Item = i32;

    fn advance(&mut self) {
        self.position = self.position.wrapping_add(1);
    }

    fn get(&self) -> Option<&Self::Item> {
        self.scores.get(self.position)
    }}fn main() {
    let mut example = Demonstration::new();

    loop {
        example.advance();
        match example.get() {
            Some(v) => {
                println!("v: {}", v);
            }
            None => break,
        }
    }

    example.reset();

    loop {
        example.advance();
        match example.get() {
            Some(v) => {
                println!("v: {}", v);
            }
            None => break,
        }
    }}

不幸的是，在实现RFC 1598的通用关联类型（GAT）之前，流式迭代器将受到限制。