Lifetimes und Referenzen

In Rust hat jede Referenz eine Lebensdauer (Lifetime). Dies entspricht dem Gültigkeitsbereich (Scope), innerhalb dessen diese Referenz gültig ist. Meistens sind Lebensdauern implizit und werden vom Compiler dank der Elisionsregeln abgeleitet. Wenn jedoch die Beziehung zwischen den Lebensdauern verschiedener Referenzen mehrdeutig ist, müssen wir sie explizit deklarieren.

Das Hauptziel von Lebensdauern besteht darin, hängende Referenzen (Dangling References) zu verhindern (Referenzen auf Daten, die bereits aus dem Speicher freigegeben wurden).

Die Syntax von Lebensdauer-Annotationen

Die Namen von Lebensdauern beginnen mit einem Apostroph (') und werden normalerweise in sehr kurzen Kleinbuchstaben geschrieben (wie 'a). Lebensdauer-Annotationen ändern nicht die tatsächliche Lebensdauer von Variablen, sondern zeigen dem Compiler die Gültigkeitsbeziehung zwischen den empfangenen und eventuell zurückgegebenen Referenzen an.

Wenn beispielsweise eine Funktion zwei Parameter erhält, die Referenzen auf einen String sind, und eine Referenz auf einen String zurückgibt, und wir möchten, dass die zurückgegebene Referenz gültig ist, solange beide Eingabeparameter gültig sind, verwenden wir:

fn longest<'a>(x: &'a str, y: &'a str) -> &'a str {
    if x.len() > y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}

Lebensdauer in Datenstrukturen

Wenn eine Datenstruktur ein Feld enthält, das eine Referenz ist, müssen wir die Lebensdauer auf dieser Referenz explizit annotieren. Dadurch wird garantiert, dass die Instanz der Struct die Daten, auf die sie verweist, nicht überleben kann:

struct ImportantExcerpt<'a> {
    part: &'a str,
}

fn main() {
    let novel = String::from("Chiamami Ismaele. Alcuni anni fa...");
    let first_sentence = novel.split('.').next().unwrap();
    let i = ImportantExcerpt {
        part: first_sentence,
    };
}

Die statische Lebensdauer

Die Lebensdauer 'static ist eine spezielle Lebensdauer, die die gesamte Ausführungsdauer des Programms überdauert. Alle String-Literale (&str) haben implizit eine 'static-Lebensdauer, da sie direkt in die Binärdatei kodiert sind.

let s: &'static str = "Ho un lifetime statico.";

Probiere es aus

Übung 1: Die longest-Funktion

Übung 2: Strukturen mit Referenzen

Übung 3: Statische Referenzen