壽元與所有權

所有權一節介紹過，值的所有權僅歸屬於一個變量，其他變量只能對其進行借用（或複製產生新值）。Rust規定值的壽元和其所歸屬變量的壽元是統一的。因而，如下代碼不合法：

{
    let r;

    {
        let x = 5;
        r = &x;
    }

    println!("r: {}", r);
}

其原因就是x的值（5）的壽元和其所歸屬的變量（x）的壽元一樣長，離開作用域（代碼塊）後就失效。Rust編譯器的報錯很明確地說明該問題：

error[E0597]: `x` does not live long enough
  --> src/main.rs:7:5
   |
6  |         r = &x;
   |              - borrow occurs here
7  |     }
   |     ^ `x` dropped here while still borrowed
...
10 | }
   | - borrowed value needs to live until here

可以看到，將壽元概念明確化可以讓原本一些運行時的錯誤得以在編譯期檢查出來。當然，壽元的概念並不僅於此，這只是其最簡單的例子。

使用壽元最多的地方在函數簽名中。在介紹使用之前，首先介紹壽元的語法及語義。

壽元語法及語義

壽元僅用在引用之上，所以僅當變量是引用類型時纔可能需要聲明壽元。壽元的標識是單引號（'）加正常關鍵字名，通常僅用小寫字母且非常短；壽元標識放在引用符號之後，且和類型之間用空格分隔開來。

&i32        // 引用
&'a i32     // 具有顯式壽元的引用
&'a mut i32 // 具有顯式壽元的可變引用

需要注意的是，壽元聲明不影響值的壽元，而僅僅是標明其壽元（以幫助編譯器和編程人員）——值的實際使用是唯一影響其實際壽元的途徑/原因。因而，如果標明的壽元和實際壽元有衝突，編譯器會直接報錯。

如前文所說，壽元是基於「借用」這一概念的，所以考慮壽元時可以用類似的方法，也可以從堆棧的角度考慮（但壽元實際上帶來了更細粒度的控制）。

多數情況下，如果是在同一代碼塊內對變量進行借用，壽元往往不需要顯式聲明。而進行函數定義時，由於有通用性考慮，往往需要顯式聲明壽元。

函數簽名

顯式的壽元使用最廣泛的兩處之一便是函數簽名部分（另一處是自定義數據類型，尤結構體）。

其形式爲：

fn max<'a>(num1: &'a i32, num2: &'a i32) -> &'a i32 {
    if num1 > num2 {
        num1
    } else {
        num2
    }
}

fn main() {
   let a = 3;
   let b = 5;
   let c = max(&a, &b);
   print!("{}", c);
}

在函數名之後參數表之前，放置一對尖括號，其內聲明會用到的壽元（用逗號分隔），然後在參數類型和返回值類型上使用。該語法同時也是Rust中指明泛型類型參數的語法（壽元和類型參數放在一起）。

本例中，該函數直接返回兩參數中的一個，所以返回值的壽元和參數的壽元一致（更嚴格地說：返回值所借用的值，參數所借用的值）。在實際使用中要自己考慮清楚具體的壽元，並且一般應以最小標註爲標準。

爲簡便起見，在符合規則的情況下可以不指明部分參數的壽元（編譯器會自動進行嘗試）。但該「規則」並不具有理論上的統一性，而僅是因爲他們很「常見」（所以可能還會增加）。官方教程的這個部分對此進行了一點討論。

可以看到，壽元機制使得編譯器可以檢查函數返回的值（在返回後）是否仍然有效，並且會持續追蹤。這使得懸空指針的問題被徹底避免掉，而且是在編譯期即可檢查出來（且不要忘記Rust的編譯速度很快）。