迭代器
坏男孩最令人头疼，而链表实现中，迭代器就是这样的坏男孩，所以我们放在最后来处理。
IntoIter
由于是转移所有权，因此 IntoIter 一直都是最好实现的:
#![allow(unused)] fn main() { pub struct IntoIter<T>(List<T>); impl<T> List<T> { pub fn into_iter(self) -> IntoIter<T> { IntoIter(self) } } impl<T> Iterator for IntoIter<T> { type Item = T; fn next(&mut self) -> Option<T> { self.0.pop_front() } } }
但是关于双向链表，有一个有趣的事实，它不仅可以从前向后迭代，还能反过来。前面实现的是传统的从前到后，那问题来了，反过来该如何实现呢？
答案是: DoubleEndedIterator，它继承自 Iterator( 通过 supertrait )，因此意味着要实现该特征，首先需要实现 Iterator。
这样只要为 DoubleEndedIterator 实现 next_back 方法，就可以支持双向迭代了: Iterator 的 next 方法从前往后，而 next_back 从后向前。
#![allow(unused)] fn main() { impl<T> DoubleEndedIterator for IntoIter<T> { fn next_back(&mut self) -> Option<T> { self.0.pop_back() } } }
测试下:
#![allow(unused)] fn main() { #[test] fn into_iter() { let mut list = List::new(); list.push_front(1); list.push_front(2); list.push_front(3); let mut iter = list.into_iter(); assert_eq!(iter.next(), Some(3)); assert_eq!(iter.next_back(), Some(1)); assert_eq!(iter.next(), Some(2)); assert_eq!(iter.next_back(), None); assert_eq!(iter.next(), None); } }
$ cargo test
Running target/debug/lists-5c71138492ad4b4a
running 11 tests
test fourth::test::basics ... ok
test fourth::test::peek ... ok
test fourth::test::into_iter ... ok
test first::test::basics ... ok
test second::test::basics ... ok
test second::test::iter ... ok
test second::test::iter_mut ... ok
test third::test::iter ... ok
test third::test::basics ... ok
test second::test::into_iter ... ok
test second::test::peek ... ok
test result: ok. 11 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured
Iter
这里又要用到糟糕的 Ref:
#![allow(unused)] fn main() { pub struct Iter<'a, T>(Option<Ref<'a, Node<T>>>); impl<T> List<T> { pub fn iter(&self) -> Iter<T> { Iter(self.head.as_ref().map(|head| head.borrow())) } } }
$ cargo build
迄今为止一切运行正常，接下来的 next 实现起来会有些麻烦:
#![allow(unused)] fn main() { impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> { type Item = Ref<'a, T>; fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> { self.0.take().map(|node_ref| { self.0 = node_ref.next.as_ref().map(|head| head.borrow()); Ref::map(node_ref, |node| &node.elem) }) } } }
$ cargo build
error[E0521]: borrowed data escapes outside of closure
--> src/fourth.rs:155:13
|
153 | fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
| --------- `self` is declared here, outside of the closure body
154 | self.0.take().map(|node_ref| {
155 | self.0 = node_ref.next.as_ref().map(|head| head.borrow());
| ^^^^^^ -------- borrow is only valid in the closure body
| |
| reference to `node_ref` escapes the closure body here
error[E0505]: cannot move out of `node_ref` because it is borrowed
--> src/fourth.rs:156:22
|
153 | fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
| --------- lifetime `'1` appears in the type of `self`
154 | self.0.take().map(|node_ref| {
155 | self.0 = node_ref.next.as_ref().map(|head| head.borrow());
| ------ -------- borrow of `node_ref` occurs here
| |
| assignment requires that `node_ref` is borrowed for `'1`
156 | Ref::map(node_ref, |node| &node.elem)
| ^^^^^^^^ move out of `node_ref` occurs here
果然，膝盖又中了一箭。
node_ref 活得不够久，跟一般的引用不同，Rust 不允许我们这样分割 Ref，从 head.borrow() 中取出的 Ref 只允许跟 node_ref 活得一样久。
而我们想要的函数是存在的:
#![allow(unused)] fn main() { pub fn map_split<U, V, F>(orig: Ref<'b, T>, f: F) -> (Ref<'b, U>, Ref<'b, V>) where F: FnOnce(&T) -> (&U, &V), U: ?Sized, V: ?Sized, }
喔，这个函数定义的泛型直接晃瞎了我的眼睛。。
#![allow(unused)] fn main() { fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> { self.0.take().map(|node_ref| { let (next, elem) = Ref::map_split(node_ref, |node| { (&node.next, &node.elem) }); self.0 = next.as_ref().map(|head| head.borrow()); elem }) } }
$ cargo build
Compiling lists v0.1.0 (/Users/ABeingessner/dev/temp/lists)
error[E0521]: borrowed data escapes outside of closure
--> src/fourth.rs:159:13
|
153 | fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
| --------- `self` is declared here, outside of the closure body
...
159 | self.0 = next.as_ref().map(|head| head.borrow());
| ^^^^^^ ---- borrow is only valid in the closure body
| |
| reference to `next` escapes the closure body here
额，借用的内容只允许在闭包体中使用，看起来我们还是得用 Ref::map 来解决问题:
#![allow(unused)] fn main() { fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> { self.0.take().map(|node_ref| { let (next, elem) = Ref::map_split(node_ref, |node| { (&node.next, &node.elem) }); self.0 = if next.is_some() { Some(Ref::map(next, |next| &**next.as_ref().unwrap())) } else { None }; elem }) } }
error[E0308]: mismatched types
--> src/fourth.rs:162:22
|
162 | Some(Ref::map(next, |next| &**next.as_ref().unwrap()))
| ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `fourth::Node`, found struct `std::cell::RefCell`
|
= note: expected type `std::cell::Ref<'_, fourth::Node<_>>`
found type `std::cell::Ref<'_, std::cell::RefCell<fourth::Node<_>>>`
晕, 多了一个 RefCell ，随着我们的对链表的逐步深入，RefCell 的代码嵌套变成了不可忽视的问题。
看起来我们已经无能为力了，只能试着去摆脱 RefCell 了。Rc 怎么样？我们完全可以对 Rc 进行完整的克隆:
#![allow(unused)] fn main() { pub struct Iter<T>(Option<Rc<Node<T>>>); impl<T> List<T> { pub fn iter(&self) -> Iter<T> { Iter(self.head.as_ref().map(|head| head.clone())) } } impl<T> Iterator for Iter<T> { type Item = }
等等，那现在返回的是什么？&T 还是 Ref<T> ?
两者都不是，现在我们的 Iter 已经没有生命周期了：无论是 &T 还是 Ref<T> 都需要我们在 next 之前声明好生命周期。但是我们试图从 Rc 中取出来的值其实是迭代器的引用。
也可以通过对 Rc 进行 map 获取到 Rc<T>？但是标准库并没有给我们提供相应的功能，第三方倒是有一个。
但是，即使这么做了，还有一个更大的坑在等着：一个会造成迭代器不合法的可怕幽灵。事实上，之前我们对于迭代器不合法是免疫的，但是一旦迭代器产生 Rc，那它们就不再会借用链表。这意味着人们可以在持有指向链表内部的指针时，还可以进行 push 和 pop 操作。
严格来说，push 问题不大，因为链表两端的增长不会对我们正在关注的某个子链表造成影响。
但是 pop 就是另一个故事了，如果在我们关注的子链表之外 pop, 那问题不大。但是如果是 pop 一个正在引用的子链表中的节点呢？那一切就完了，特别是，如果大家还试图去 unwrap try_unwrap 返回的 Result ，会直接造成整个程序的 panic。
仔细想一想，好像也不错，程序一切正常，除非去 pop 我们正在引用的节点，最美的是，就算遇到这种情况，程序也会直接崩溃，提示我们错误的发生。
其实我们大部分的努力都是为了实现隐藏的细节和优雅的 API，典型的二八原则，八成时间花在二成的细节上。但是如果不关心这些细节，可以接受自己的平凡的话，那把节点简单的到处传递就行。
总之，可以看出，内部可变性非常适合写一个安全性的应用程序，但是如果是安全性高的库，那内部可变性就有些捉襟见肘了。
最终，我选择了放弃，不再实现 Iter 和 IterMut，也许努力下，可以实现，但是。。。不愉快，算了。