自己参照データ構造を避けよう

自己参照データ構造は所有したデータとそのデータの参照が入り混じるデータ

しかし、以下のような定義は生存期間のルールに反するためコンパイルできない

code:rs

struct SelfRef {

text: String,

title: Option<&str>,

}

∵ 参照にはライフタイム注釈が必要で、データ構造全体にもライフタイム注釈が必要となるため

しかし、ライフタイム注釈を付与すると、「所有したデータとそのデータの参照」という意図が表現できなくなる

ライフタイム注釈を追加すると、SelfRef 構造体は外部の何かを参照していると見なされる

しかし実際には、 title は SelfRef 内部のtext を指しているため

仮に上記のコードのコンパイルが通った状態でムーブが発生すると、参照が指しているメモリアドレスが無効（ダングリング）になるケースがある

code:rs

let mut s = SelfRef {...}

s.title = Some(&s.text0..5);

let s2 = s; // ここでムーブすることで、s のメモリアドレスが変わることがある

一番簡単な回避策: インデックス（text の範囲のオフセット）を使う

code:rs

struct SelfRef<'a> {

text: String,

title: Option<std::ops::Range<usize>>,

}

問題点: 整合しなくなる可能性があり、存在しない text の範囲を指すことがある

自己参照データ構造は（意識せずとも） async を扱う際に生じている

コンパイラは async のコードブロックをクロージャにまとめる

クロージャには、コードとそのコードが動作する環境の一部をキャプチャしたものが含まれる

キャプチャされた環境には、値そのものと値への参照の双方が含まれる

この「値そのものと値への参照」が実質自己参照データ構造

標準ライブラリでは std::pin::Pin を用いて、キャプチャした値を特定のメモリアドレスに固定することで自己参照データ構造を実現している

したがって、Pin<T> は自己参照データ構造を構築する 1 つの解決策となるが、正しく理解するのが難しいので公式ドキュメントをしっかり読む必要がある

正しく理解するのが難しい

以上を踏まえると、「自己参照データ構造を避ける」か、難しさをカプセル化してくれるクレート（e.g. ouroborous）を探す