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-# 生命周期
+# 3.11 生命周期
+Rust中的生命周期是用来管理内存的一种机制。在Rust中，内存的所有权和使用必须是确定的，生命周期就是用来确定内存的使用范围的（说的更具体点，就是确定引用的有效范围）:
+- 编译器大多数时间能够自动推导生命周期（3.10.1和3.10.2中的例子编译器都能自动推导）；
+- 在多种类型存在，且编译器无法推导某个引用的生命周期时，需要在代码中显式的标明生命周期。
 
-todo
+## 3.11.1 悬垂指针和生命周期
+生命周期的主要目的就是为了避免悬垂引用。考虑如下代码：
+```Rust
+fn main() {
+    let r;
+    {
+        let x = 5;  
+        r = &x;
+    }
+    println!("r = {}", r); //r为悬垂引用
+}
+```
+上面代码中，x的有效作用域是从第4行到第6行花括号结束前，即从第6行的花括号后开始，x变为无效，r为x的应用，此时将指向的是一块无效的内存。其内存示意图如下：
+
+  ![注释](../../assets/15.png)
+
+## 3.11.2 借用检查
+Rust编译器有一个借用检查器，用它来检查所有的应用的都是有效的，具体的方式为比较变量及其引用的作用域。
+### 1. 示例1如下：
+```Rust
+fn main() {
+    let r;       //------------------------+-------'a
+    {            //                        |
+                 //                        |
+        let x = 5;      //----+---'b       |
+        r = &x;         //    |            |
+    }                   //----+            |
+    println!("r = {}", r);      //         |      //r为悬垂引用
+} //---------------------------------------+
+```
+对于上面的代码，借用检查器将r的生命周期标注为'a，将x的生命周期标注为'b，然后比较'a和'b的范围，发现'b < 'a，被引用的对象比它的引用者存在的时间还短，然后编译报错。
+
+### 2. 示例2如下：
+```Rust
+fn main() {
+    let x = 5;            // ----------+-- 'b
+                          //           |
+    let r = &x;           // --+-- 'a  |
+                          //   |       |
+    println!("r: {}", r); //   |       |
+                          // --+       |
+}                         // ----------+
+```
+对于上面的代码，借用检查器将x的生命周期标注为'b，将r的生命周期标注为'a，比较两者范围，发现'b > 'a，被引用对象比它的应用者存在的时间长，编译检查通过。
+
+## 3.11.3 编译器有时无法自动推导生命周期
+
+如下代码会报错：
+
+```Rust
+fn longest(x: &str, y: &str) -> &str {
+    if x.len() > y.len() {
+        x
+    } else {
+        y
+    }
+}
+fn main() {
+    let s1 = String::from("abcd");
+    let s2 = String::from("ad");
+    let r = longest(s1.as_str(), s2.as_str());
+}
+```
+原因为：***在存在多个引用时，编译器有时会无法自动推导生命周期，此时就需要程序员在代码中手动去标注，通过为参数标注合适的生命周期来帮助编译器进行借用检查的分析***。
+
+## 3.11.4 标注生命周期
+### 1. 生命周期标注的语法
+
+在开始说明生命周期标注语法前，需要特别明确的是：生命周期标注并不会改变任何引用的实际作用域，标记的生命周期只是为了取悦编译器，让编译器不要难为代码。
+生命周期标注的语法为：生命周期参数名称必须以撇号'开头，其名称通常全是小写，类似于泛型，其名称非常短。比较常见的是使用'a作为第一个生命周期标注。生命周期参数标注位于引用符号&之后，并有一个空格来将引用类型与生命周期注解分隔开。
+
+下面为生命周期标注的例子：
+```Rust
+&i32        // 引用
+&'a i32     // 带有显式生命周期的引用
+&'a mut i32 // 带有显式生命周期的可变引用
+```
+
+### 2. 函数签名中的生命周期
+对于3.11.3例子中的函数，显式标注生命周期后的代码如下：
+```Rust
+fn longest<'a>(x: &'a str, y: &'a str) -> &'a str {
+    if x.len() > y.len() {
+        x
+    } else {
+        y
+    }
+}
+```
+上面代码中，对x和y标注生命周期为'a，返回的引用的生命周期也为'a。当调用这个函数时，就要求传入的x和y的生命周期必须是大于等于'a的。当不遵守这个规则的参数传入时，借用检查器就会报错。
+
+### 3. 深入思考生命周期标注
+（1）指定生命周期参数的正确方式依赖函数实现的具体功能。如下代码中将不用标注y的生命周期，因为返回值不依赖于y的生命周期。
+```Rust
+fn longest<'a>(x: &'a str, y: &str) -> &'a str {
+    x
+}
+```
+
+（2）当从函数返回一个引用，返回值的生命周期参数需要与一个参数的生命周期参数相匹配。如果返回的引用没有指向任何一个参数，那么唯一的可能就是它指向一个函数内部创建的值，它将会是一个悬垂引用。如下代码将编译错误：
+```Rust
+fn longest<'a>(x: &str, y: &str) -> &'a str {
+    let result = String::from("really long string");
+    result.as_str()  //将产生悬垂引用，result在花括号前“}”离开作用域
+}
+```
+
+### 4. 结构体中的生命周期
+结构体中的生命周期标注示例如下：
+```Rust
+#[derive(Debug)]
+struct A<'a> {
+    name: &'a str,    // 标注生命周期
+}
+
+fn main() {
+    let n = String::from("andy");
+    let a = A { name: &n };
+    println!("{:#?}", a);
+}
+```
+
+### 5. 生命周期省略
+在大多数情况下，程序员不用在代码中显式标注生命周期，因为编译器能自动推导。不标注生命周期，我们称之为生命周期省略。例如下面的代码可以正确编译：
+```Rust
+fn get_s(s: &str) -> &str {
+    s
+}
+```
+关于生命周期省略有如下说明：
+
+（1）遵守生命周期省略规则的情况下能明确变量的生命周期，则无需明确指定生命周期。函数或者方法的参数的生命周期称为输入生命周期，而返回值的生命周期称为输出生命周期。
+
+（2）编译器采用三条规则判断引用何时不需要生命周期标注，当编译器检查完这三条规则后仍然不能计算出引用的生命周期，则会停止并生成错误。
+
+（3）生命周期标注省略规则适用于fn定义以及impl块定义。
+
+三条判断规则如下：
+
+   a、每个引用的参数都有它自己的生命周期参数。例如如下：
+          一个引用参数的函数，其中有一个生命周期： ```fn foo<'a>(x: &'a i32)```
+         两个引用参数的函数，则有两个生命周期 ：```fn foo<'a, 'b>(x: &'a i32, y: &'b i32)``` 
+         
+         以此类推。
+         
+    b、如果只有一个输入生命周期参数，那么它被赋予所有输出生命周期参数：
+          ```Rust
+          fn foo(x: &i32) -> &i32   等价于  fn foo<'a>(x: &'a i32) -> &'a i32
+          ```
+    c、如果方法有多个输入生命周期参数，不过其中之一因为方法的缘故为```&self```或者```&mut self```，那么```self```的生命周期被赋予所有输出生命周期参数。
+
+### 6. 方法中的生命周期
+结构体字段的生命周期必须总是在impl关键字之后声明并在结构体名称之后使用，这些声明周期是结构体类型的一部分，示例如下：
+```Rust
+struct StuA<'a> {
+    name: &'a str,
+}
+impl<'a> StuA<'a> {
+    fn do_something(&self) -> i32 {
+        3
+    }
+}
+```
+下面的例子中，其方法没有显式标注生命周期，因为它符合生命周期省略规则中的第三条规则，代码如下：
+```Rust
+struct StuA<'a> {
+    name: &'a str,
+}
+impl<'a> StuA<'a> {
+    fn do_something2(&self, s: &str) -> &str {
+        self.name //此处符合声明周期注解省略的第三条规则
+    }
+}
+```
+
+### 7. 静态生命周期
+静态生命周期定义方式为：```'static```，其生命周期存活于整个程序期间。所有的字符字面值都拥有```'static```生命周期，代码中可以如下来标注：
+```Rust
+let s: &'static str = "I have a static filetime";
+```
+
+### 8. 结合泛型参数、trait bounds和生命周期的例子
+下面示例为在同一函数中指定泛型类型参数、trait bounds 和生命周期：
+```Rust
+use std::fmt::Display;
+fn longest_with_an_announcement<'a, T>(x: &'a str, y: &'a str, ann: T) -> &'a str
+where
+    T: Display,
+{
+    println!("Announcement! {}", ann);
+    if x.len() > y.len() {
+        x
+    } else {
+        y
+    }
+}
+fn main() {
+    let s1 = String::from("s1");
+    let s2 = String::from("s2!");
+    let ann = 128;
+    let r = longest_with_an_announcement(s1.as_str(), s2.as_str(), ann);
+    println!("r = {}", r);
+    println!("Hello, world!");
+}
+```