閉包的語(yǔ)法

基本形式

閉包看起來(lái)像這樣：

let plus_one = |x: i32| x + 1;

assert_eq!(2, plus_one(1));

我們創(chuàng)建了一個(gè)綁定，plus_one，并把它賦予一個(gè)閉包。閉包的參數(shù)位于管道（|）之中，而閉包體是一個(gè)表達(dá)式，在這個(gè)例子中，x + 1。記住{}是一個(gè)表達(dá)式，所以我們也可以擁有包含多行的閉包：

let plus_two = |x| {
    let mut result: i32 = x;

    result += 1;
    result += 1;

    result
};

assert_eq!(4, plus_two(2));

你會(huì)注意到閉包的一些方面與用fn定義的常規(guī)函數(shù)有點(diǎn)不同。第一個(gè)是我們并不需要標(biāo)明閉包接收和返回參數(shù)的類型。我們可以：

let plus_one = |x: i32| -> i32 { x + 1 };

assert_eq!(2, plus_one(1));

不過(guò)我們并不需要這么寫。為什么呢？基本上，這是出于“人體工程學(xué)”的原因。因?yàn)闉槊瘮?shù)指定全部類型有助于像文檔和類型推斷，而閉包的類型則很少有文檔因?yàn)樗鼈兪悄涿模⑶也⒉粫?huì)產(chǎn)生像推斷一個(gè)命名函數(shù)的類型這樣的“遠(yuǎn)距離錯(cuò)誤”。

第二個(gè)的語(yǔ)法大同小異。我會(huì)增加空格來(lái)使它們看起來(lái)更像一點(diǎn)：

fn  plus_one_v1   (x: i32) -> i32 { x + 1 }
let plus_one_v2 = |x: i32| -> i32 { x + 1 };
let plus_one_v3 = |x: i32|          x + 1  ;

捕獲變量

之所以把它稱為“閉包”是因?yàn)樗鼈儭鞍诃h(huán)境中”（close over their environment）。這看起來(lái)像：

let num = 5;
let plus_num = |x: i32| x + num;

assert_eq!(10, plus_num(5));

這個(gè)閉包，plus_num，引用了它作用域中的let綁定：num。更明確的說(shuō)，它借用了綁定。如果我們做一些會(huì)與這個(gè)綁定沖突的事，我們會(huì)得到一個(gè)錯(cuò)誤。比如這個(gè)：

let mut num = 5;
let plus_num = |x: i32| x + num;

let y = &mut num;

錯(cuò)誤是：

error: cannot borrow `num` as mutable because it is also borrowed as immutable
    let y = &mut num;
                 ^~~
note: previous borrow of `num` occurs here due to use in closure; the immutable
  borrow prevents subsequent moves or mutable borrows of `num` until the borrow
  ends
    let plus_num = |x| x + num;
                   ^~~~~~~~~~~
note: previous borrow ends here
fn main() {
    let mut num = 5;
    let plus_num = |x| x + num;

    let y = &mut num;
}
^

一個(gè)啰嗦但有用的錯(cuò)誤信息！如它所說(shuō)，我們不能取得一個(gè)num的可變借用因?yàn)殚]包已經(jīng)借用了它。如果我們讓閉包離開(kāi)作用域，我們可以：

let mut num = 5;
{
    let plus_num = |x: i32| x + num;

} // plus_num goes out of scope, borrow of num ends

let y = &mut num;

如果你的閉包需要它，Rust會(huì)取得所有權(quán)并移動(dòng)環(huán)境：

let nums = vec![1, 2, 3];

let takes_nums = || nums;

println!("{:?}", nums);

這會(huì)給我們：

note: `nums` moved into closure environment here because it has type
  `[closure(()) -> collections::vec::Vec<i32>]`, which is non-copyable
let takes_nums = || nums;
                    ^~~~~~~

Vec<T>擁有它內(nèi)容的所有權(quán)，而且由于這個(gè)原因，當(dāng)我們?cè)陂]包中引用它時(shí)，我們必須取得nums的所有權(quán)。這與我們傳遞nums給一個(gè)取得它所有權(quán)的函數(shù)一樣。

move閉包

我們可以使用move關(guān)鍵字強(qiáng)制使我們的閉包取得它環(huán)境的所有權(quán)：

let num = 5;

let owns_num = move |x: i32| x + num;

現(xiàn)在，即便關(guān)鍵字是move，變量遵循正常的移動(dòng)語(yǔ)義。在這個(gè)例子中，5實(shí)現(xiàn)了Copy，所以owns_num取得一個(gè)5的拷貝的所有權(quán)。那么區(qū)別是什么呢？

let mut num = 5;

{
    let mut add_num = |x: i32| num += x;

    add_num(5);
}

assert_eq!(10, num);

那么在這個(gè)例子中，我們的閉包取得了一個(gè)num的可變引用，然后接著我們調(diào)用了add_num，它改變了其中的值，正如我們期望的。我們也需要將add_num聲明為mut，因?yàn)槲覀儠?huì)改變它的環(huán)境。

如果我們加上move修飾閉包，會(huì)發(fā)生些不同：

let mut num = 5;

{
    let mut add_num = move |x: i32| num += x;

    add_num(5);
}

assert_eq!(5, num);

我們只會(huì)得到5。這次我們沒(méi)有獲取到外部的num的可變借用，我們實(shí)際上是把 num move 進(jìn)了閉包。因?yàn)?num 具有 Copy 屬性，因此發(fā)生 move 之后，以前的變量生命周期并未結(jié)束，還可以繼續(xù)在 assert_eq! 中使用。我們打印的變量和閉包內(nèi)的變量是獨(dú)立的兩個(gè)變量。如果我們捕獲的環(huán)境變量不是 Copy 的，那么外部環(huán)境變量被 move 進(jìn)閉包后， 它就不能繼續(xù)在原先的函數(shù)中使用了，只能在閉包內(nèi)使用。

不過(guò)在我們討論獲取或返回閉包之前，我們應(yīng)該更多的了解一下閉包實(shí)現(xiàn)的方法。作為一個(gè)系統(tǒng)語(yǔ)言，Rust給予你了大量的控制你代碼的能力，而閉包也是一樣。

這部分引用自The Rust Programming Language中文版