如何在 Rust 中返回函数内创建的变量的引用

在 Rust 编程中，返回一个在函数内创建的变量的引用是一个常见的问题。本文将详细探讨这个问题，并提供几种解决方案。

问题描述

我们希望在函数内创建一个变量并返回它的引用。以以下代码为例：

fn try_create<'a>() -> &'a String {
    &String::new()
}

编译时会遇到以下错误：

error[E0597]: borrowed value does not live long enough
 --> src/lib.rs:2:6
  |
2 |     &String::new()
  |      ^^^^^^^^^^^^^ temporary value does not live long enough
3 | }
  | - temporary value only lives until here
  |
note: borrowed value must be valid for the lifetime 'a as defined on the function body at 1:15...
 --> src/lib.rs:1:15
  |
1 | fn try_create<'a>() -> &'a String {
  |               ^^

这个错误信息指出，函数返回了一个临时值的引用，而这个临时值在函数结束时会被销毁。

解决方案

返回所有权

最简单的解决方案是返回变量的所有权，而不是引用。将上述代码改为返回 String 类型：

fn try_create() -> String {
    String::new()
}

这样做避免了返回引用的生命周期问题，因为 String 的所有权被转移到了调用者。

使用引用作为函数参数

如果你需要返回一个引用，可以尝试传递一个可变引用给函数，并返回这个引用：

fn modify_and_return<'a>(s: &'a mut String) -> &'a String {
    s.push_str("modified");
    s
}

在这个例子中，我们传递了一个 String 的可变引用，函数对其进行修改后返回同一个引用。

使用全局变量

在非常特殊的情况下，可以使用全局变量（具有 'static 生命周期）来解决这个问题，但这通常不推荐，因为全局变量会带来线程安全问题和难以维护的代码。

不推荐的方法

在 C 或 C++ 中，尽管可以返回局部变量的引用，但这可能导致未定义行为，因为函数返回后，局部变量的内存可能被重新分配。在 Rust 中，借助生命周期检查，这种情况会被编译器阻止，从而提高代码的安全性。

结论

在 Rust 中，返回一个在函数内创建的变量的引用是不被允许的。最好的解决方案是返回变量的所有权，或传递引用给函数并返回它。理解和遵守这些规则，可以让我们编写出更安全、更可靠的代码。