高级函数与闭包
本节探讨一些与函数和闭包相关的高级特性，包括函数指针和返回闭包。
函数指针
我们已经讨论过如何将闭包传递给函数；你也可以将常规函数传递给函数！当你想要传递一个已经定义的函数而不是定义一个新的闭包时，此技术非常有用。函数会被强制转换为 fn 类型（小写 f），不要与 Fn 闭包 trait 混淆。fn 类型被称为函数指针。使用函数指针传递函数将允许你将函数用作其他函数的参数。
指定参数为函数指针的语法与闭包的语法类似，如列表 19-27 所示，我们在其中定义了一个函数 add_one，该函数将其参数加一。函数 do_twice 接受两个参数：一个是指向任何接受 i32 参数并返回 i32 的函数的函数指针，以及一个 i32 值。do_twice 函数调用函数 f 两次，将 arg 值传递给它，然后将两个函数调用结果加在一起。main 函数使用参数 add_one 和 5 调用 do_twice。
文件名：src/main.rs
fn add_one(x: i32) -> i32 { x + 1 } fn do_twice(f: fn(i32) -> i32, arg: i32) -> i32 { f(arg) + f(arg) } fn main() { let answer = do_twice(add_one, 5); println!("The answer is: {answer}"); }
列表 19-27：使用 fn 类型接受函数指针作为参数
此代码打印 The answer is: 12。我们指定 do_twice 中的参数 f 是一个 fn，它接受一个 i32 类型的参数并返回一个 i32。然后我们可以在 do_twice 的主体中调用 f。在 main 中，我们可以将函数名 add_one 作为第一个参数传递给 do_twice。
与闭包不同，fn 是一种类型而不是 trait，因此我们直接将 fn 指定为参数类型，而不是声明一个带有其中一个 Fn trait 作为 trait 约束的泛型类型参数。
函数指针实现了所有三个闭包 trait（Fn、FnMut 和 FnOnce），这意味着你始终可以将函数指针作为期望闭包的函数的参数传递。最好使用泛型类型和其中一个闭包 trait 来编写函数，以便你的函数可以接受函数或闭包。
也就是说，你只想接受 fn 而不接受闭包的一个例子是与没有闭包的外部代码接口时：C 函数可以接受函数作为参数，但 C 没有闭包。
作为你可以使用内联定义的闭包或命名函数的示例，让我们看一下标准库中 Iterator trait 提供的 map 方法的用法。要使用 map 函数将数字向量转换为字符串向量，我们可以使用闭包，如下所示
fn main() { let list_of_numbers = vec![1, 2, 3]; let list_of_strings: Vec<String> = list_of_numbers.iter().map(|i| i.to_string()).collect(); }
或者我们可以将函数命名为 map 的参数，而不是闭包，如下所示
fn main() { let list_of_numbers = vec![1, 2, 3]; let list_of_strings: Vec<String> = list_of_numbers.iter().map(ToString::to_string).collect(); }
请注意，我们必须使用我们在 “高级 Trait”部分前面讨论的完全限定语法，因为有多个名为 to_string 的可用函数。在这里，我们使用在 ToString trait 中定义的 to_string 函数，标准库已为任何实现 Display 的类型实现了该 trait。
回想一下第 6 章的 “枚举值”部分，我们定义的每个枚举变体的名称也成为一个初始化函数。我们可以使用这些初始化函数作为实现闭包 trait 的函数指针，这意味着我们可以将初始化函数指定为接受闭包的方法的参数，如下所示
fn main() { enum Status { Value(u32), Stop, } let list_of_statuses: Vec<Status> = (0u32..20).map(Status::Value).collect(); }
在这里，我们使用 Status::Value 的初始化函数，使用 map 被调用的范围中的每个 u32 值创建 Status::Value 实例。有些人喜欢这种风格，有些人喜欢使用闭包。它们编译成相同的代码，因此请使用对你来说更清晰的风格。
返回闭包
闭包由 trait 表示，这意味着你不能直接返回闭包。在大多数你可能想要返回 trait 的情况下，你可以改为使用实现该 trait 的具体类型作为函数的返回类型。但是，你不能对闭包执行此操作，因为它们没有可返回的具体类型。
以下代码尝试直接返回闭包，但它不会编译
fn returns_closure() -> dyn Fn(i32) -> i32 {
|x| x + 1
}编译器错误如下
$ cargo build
Compiling functions-example v0.1.0 (file:///projects/functions-example)
error[E0746]: return type cannot have an unboxed trait object
--> src/lib.rs:1:25
|
1 | fn returns_closure() -> dyn Fn(i32) -> i32 {
| ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ doesn't have a size known at compile-time
|
help: consider returning an `impl Trait` instead of a `dyn Trait`
|
1 | fn returns_closure() -> impl Fn(i32) -> i32 {
| ~~~~
help: alternatively, box the return type, and wrap all of the returned values in `Box::new`
|
1 ~ fn returns_closure() -> Box<dyn Fn(i32) -> i32> {
2 ~ Box::new(|x| x + 1)
|
For more information about this error, try `rustc --explain E0746`.
error: could not compile `functions-example` (lib) due to 1 previous error
该错误再次引用了 Sized trait！Rust 不知道它需要多少空间来存储闭包。我们之前看到了此问题的解决方案。我们可以使用 trait 对象
fn returns_closure() -> Box<dyn Fn(i32) -> i32> {
Box::new(|x| x + 1)
}此代码将可以正常编译。有关 trait 对象的更多信息，请参阅第 18 章中的 “使用允许不同类型值的 Trait 对象”部分。
接下来，让我们看看宏！