Rust 閉包

Rust 是一種多範例語言，因此它支持純函數式編程 (FP) 語言的一些特性，其中就包括閉包。

在函數式編程語言中，如 Haskell、Clojure、Erlang 等，函數是最重要的部分，你可以將函數賦值給變量，將函數作爲參數傳遞給其他函數，從其他函數返回。爲了在 Rust 中提供同樣的可能性，添加了閉包。

閉包的另一個術語是匿名函數，這是因爲函數有名稱，例如 main，但閉包沒有。讓我們定義簡單閉包：

let simple_closure = || ();
simple_closure();

這個閉包完全沒做任何事情：它不接受任何參數，返回 unit ()。我們可以看到閉包的調用類似於函數，我們還可以將閉包賦給變量。讓我們來看看更有趣的例子：

let add = |a, b| a + b;
println!("{}", add(1, 2));           // stdout: 3

閉包定義中的 “|” 與函數定義中的括號具有類似的作用。

在這裏我們還可以看到與函數的另一個區別：Rust 編譯器可以在不明確指定參數類型的情況下推斷參數類型，因此可以忽略它們。這在大多數情況下是正確的，但有時編譯器可能會要求你顯式地標註類型。

一旦編譯器推斷出參數類型，就不允許更改它。以下代碼無法編譯：

let closure = |x| x;
closure(3);                             // compiler infer int type
closure("hello from rusty closure");    // Error!

編譯器在第三行期望參數爲整數類型，但發現 & str，所以出現類型不匹配錯誤。

你還應該記得所有權原則，看看下面的錯誤代碼示例：

 1#[derive(Debug)]
 2struct Point {
 3    x: isize,
 4    y: isize,
 5}
 6
 7fn main() {
 8    let point = Point { x: 6, y: 8 };    
 9    let dist = |point: Point| {
10        let squared_dist = point.x.pow(2) + point.y.pow(2);
11        let squared_dist = squared_dist as f32;
12        squared_dist.powf(0.5)
13    };    
14    println!("{}", dist(point));    // Ok
15    println!("{:?}", point);        // Error!
16}

首先，這個閉包有多行語句，所以它們出現在大括號中。其次，編譯器不能推斷參數類型，所以必須顯式添加類型。

這段代碼無法編譯，這是因爲 closure 成爲 Point 參數的所有者，最後一行試圖訪問移動後的 Point 值，因此會導致程序失敗。

閉包最重要的一點是，閉包可以捕獲上下文環境的變量。這是什麼意思？讓我們考慮簡單的代碼片段：

1fn main() {
2    let a = 5;
3    let c = || println!("{}", a);
4    {
5        let a = 10;
6        c();                         // stdout: 5
7    }
8}

閉包從它們定義的範圍捕獲變量和函數。有三種形式：

閉包只讀取環境中的變量。這種閉包通過引用訪問變量並實現 Fn 特徵。
閉包改變環境中的變量。這種閉包捕獲可變引用並實現 FnMut 特徵。
如果閉包擁有沒有實現 Copy trait 的變量，這種閉包實現了 FnOnce 特徵，並且只能被調用一次。

讓我們嘗試從一個函數返回閉包，並將其傳遞給另一個函數：

 1fn returns_closure() -> impl Fn() -> () {
 2    || println!("Hello from closure")
 3}
 4
 5fn takes_closure<F>(closure: F)
 6where F: Fn()
 7{
 8    closure();
 9}
10
11fn main() {
12    let closure = returns_closure();
13    takes_closure(closure);
14}

你可能會在 std 中遇到閉包，例如：

由 Result enum 實現的 unwrap_or_else(closure) 方法，接受閉包並在 Result 匹配 Err(_) 時運行它。
Tread::spawn(closure) 函數，接受閉包並在新線程中運行。
由 iter::Iterator 實現的 filter(closure) 方法接受閉包，返回 bool 值，表示集合中的項是否會被選中。

本文翻譯自：

https://medium.com/@the.makcym/rust-understanding-closures-d037fb5c8177

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/FU8KItutU4cCG-UGs7PayQ

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