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高级函数和闭包

本节探讨了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

我们已经讨论了如何将闭包传递给函数;您也可以将常规功能对功能！当您想要传递函数，而不是定义新的闭包。功能 coerce 转换为类型（带有小写 f），不要与 closure trait 混淆。该类型称为函数指针。传递函数 with 函数指针将允许您将函数用作其他功能。fnFnfn

指定参数为函数指针的语法类似于闭包的 Closure 表达式，如示例 19-27 所示，其中我们定义了一个函数，该函数将 1 添加到其参数中。该函数需要两个 parameters：指向任何采用参数的函数的函数指针并返回一个和 1 个值。该函数调用 function 两次，向其传递值，然后添加两个函数调用结果一起。该函数使用参数和 .add_onedo_twicei32i32i32do_twicefargmaindo_twiceadd_one5

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}");
}

示例 19-27：使用 fn 类型接受函数 pointer 作为参数

此代码打印 .我们指定 in 中的参数是一个 an，它接受一个 type 为的参数并返回一个 .然后，我们可以调用的主体。在中，我们可以传递函数名称作为的第一个参数。The answer is: 12fdo_twicefni32i32fdo_twicemainadd_onedo_twice

与闭包不同，它是一个类型而不是一个 trait，因此我们将 parameter 类型，而不是使用作为 trait bound 的 trait。fnfnFn

函数指针实现了所有三个闭包特征（、、和），这意味着您始终可以将函数指针作为需要闭包的函数。最好使用泛型 type 和其中一个闭包 trait 的 set，以便你的函数可以接受函数或闭包。FnFnMutFnOnce

也就是说，一个例子说明你只想接受而不是闭包是指与没有闭包的外部代码交互时： C 函数可以接受函数作为参数，但 C 没有闭包。fn

举个例子，说明你可以使用内联定义的闭包或命名的函数，让我们看看 trait 在 standard 库中提供的方法的用法。要使用该函数将 numbers 转换为字符串向量，我们可以使用闭包，如下所示：mapIteratormap

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 argument to 而不是闭包，喜欢这个：map

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，我们必须使用我们之前讨论的完全限定语法在 “Advanced Traits” 部分中，因为有多个名为的函数可用。在这里，我们使用了 trait 中定义的函数，该函数的库已为实现 .to_stringto_stringToStringDisplay

回想一下本章的“枚举值”部分 6 中，我们定义的每个枚举变体的名称也成为初始化器功能。我们可以将这些初始化器函数用作函数指针，这些函数实现 Closure trait，这意味着我们可以指定初始化器函数作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 Range 中的每个值创建实例，该函数通过使用的初始化器函数来调用。有些人喜欢这种风格，有些人喜欢使用闭包。他们编译为相同的代码，因此请使用您更清楚的样式。Status::Valueu32mapStatus::Value

返回闭包

闭包由 trait 表示，这意味着您不能返回闭包径直。在大多数情况下，您可能希望返回特征，您可以改为返回 trait 使用实现 trait 的具体类型作为功能。但是，你不能用 Closure 来做到这一点，因为它们没有可返回的 concrete 类型;不允许使用该功能 pointer 作为返回类型。fn

以下代码尝试直接返回一个闭包，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

错误再次引用了 trait！Rust 不知道有多少空间它需要存储 closure。我们之前看到了这个问题的解决方案。我们可以使用 trait 对象：Sized

fn returns_closure() -> Box<dyn Fn(i32) -> i32> {
    Box::new(|x| x + 1)
}

这段代码编译得很好。有关 trait 对象的更多信息，请参阅部分“使用允许不同类型”。

接下来，让我们看看宏！

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