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18750b3f76
commit
e0bf7dbac5
@ -117,7 +117,91 @@ let add_one_v4 = |x| x + 1 ;
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{{#include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-05/output.txt}}
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注意在 `borrows_mutably` 闭包的定义和调用之间不再有 `println!`,当 `borrows_mutably` 定义时,它捕获了 `list` 的可变引用。
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注意在 `borrows_mutably` 闭包的定义和调用之间不再有 `println!`,当 `borrows_mutably` 定义时,它捕获了 `list` 的可变引用。闭包在被调用后就不再被使用,这时可变借用结束。因为当可变借用存在时不允许有其它的借用,所以在闭包定义和调用之间不能有不可变引用来进行打印。可以尝试在这里添加 `println!` 看看你会得到什么报错信息!
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即使闭包体不严格需要所有权,如果希望强制闭包获取它用到的环境中值的所有权,可以在参数列表前使用 `move` 关键字。
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在将闭包传递到一个新的线程时这个技巧很有用,它可以移动数据所有权给新线程。我们将在 16 章讨论并发时详细讨论线程以及为什么你想要使用它们。现在我们先简单探讨用需要 `move` 关键字的闭包来生成新的线程。示例 13-6 修改了示例 13-4 以便在一个新的线程而非主线程中打印 vector:
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文件名:src/main.rs
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{{#rustdoc_include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-06/src/main.rs}}
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示例 13-6:使用 `move` 来强制闭包为线程获取 `list` 的所有权
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我们生成了新的线程,给这个线程一个闭包作为参数运行,闭包体打印出列表。在示例 13-4 中,闭包通过不可变引用捕获 `list`,因为这是打印列表所需的最少的访问。这个例子中,尽管闭包体依然只需要不可变引用,我们还是在闭包定义前写上 `move` 关键字来指明 `list` 应当被移动到闭包中。新线程可能在主线程剩余部分执行完前执行完,或者也可能主线程先执行完。如果主线程维护了 `list` 的所有权但却在新线程之前结束并且丢弃了 `list`,则在线程中的不可变引用将失效。因此,编译器要求 `list` 被移动到在新线程中运行的闭包中,这样引用就是有效的。试着去掉 `move` 关键字或在闭包被定义后在主线程中使用 `list` 看看你会得到什么编译器报错!
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### [](https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch13-01-closures.md#moving-captured-values-out-of-closures-and-the-fn-traits)将被捕获的值移出闭包和 `Fn` trait
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一旦闭包捕获了它被定义的环境中一个值的引用或者所有权(也就影响了什么会被移_进_闭包,如有),闭包体中的代码定义了稍后在闭包计算时对引用或值如何操作(也就影响了什么会被移_出_闭包,如有)。闭包体可以做以下任何事:将一个捕获的值移出闭包,修改捕获的值,既不移动也不修改值,或者一开始就不从环境中捕获值。
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闭包捕获和处理环境中的值的方式影响闭包实现的 trait。Trait 是函数和结构体指定它们能用的的闭包的类型的方式。取决于闭包体如何处理值,闭包自动、渐进地实现一个、两个或三个 `Fn` trait。
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1. `FnOnce` 适用于能被调用一次的闭包,所有闭包都至少实现了这个 trait,因为所有闭包都能被调用。一个会将捕获的值移出闭包体的闭包只实现 `FnOnce` trait,这是因为它只能被调用一次。
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2. `FnMut` 适用于不会将捕获的值移出闭包体的闭包,但它可能会修改被捕获的值。这类闭包可以被调用多次。
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3. `Fn` 适用于既不将被捕获的值移出闭包体也不修改被捕获的值的闭包,当然也包括不从环境中捕获值的闭包。这类闭包可以被调用多次而不改变它们的环境,这在会多次并发调用闭包的场景中十分重要。
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让我们来看示例 13-1 中使用的在 `Option<T>` 上的 `unwrap_or_else` 方法的定义:
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impl<T> Option<T> {
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pub fn unwrap_or_else<F>(self, f: F) -> T
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where
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F: FnOnce() -> T
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{
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match self {
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Some(x) => x,
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None => f(),
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}
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}
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}
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回忆 `T` 是一个范型表示 `Option` 中 `Some` 成员中的值的类型。类型 `T` 也是 `unwrap_or_else` 函数的返回值类型:举例来说,在 `Option<String>` 上调用 `unwrap_or_else` 会得到一个 `String`。
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接着注意到 `unwrap_or_else` 函数有额外的范型参数 `F`。 `F` 是 `f` 参数(即调用 `unwrap_or_else` 时提供的闭包)的类型。
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范型 `F` 的 trait bound 是 `FnOnce() -> T`,这意味着 `F` 必须能够被调用一次,没有参数并返回一个 `T`。在 trait bound 中使用 `FnOnce` 表示 `unwrap_or_else` 将最多调用 `f` 一次。 在 `unwrap_or_else` 的函数体中可以看到,如果 `Option` 是 `Some`,`f` 不会被调用。如果 `Option` 是 `None`,`f` 将会被调用一次。由于所有的闭包都实现了 `FnOnce`, `unwrap_or_else` 能接收绝大多数不同类型的闭包,十分灵活。
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> 注意:函数也可以实现所有的三种 `Fn` traits。 如果我们要做的事情不需要从环境中捕获值,则可以在需要某种实现了 `Fn` trait 的东西时使用函数而不是闭包。举个例子,可以在 `Option<Vec<T>>` 的值上调用 `unwrap_or_else(Vec::new)` 以便在值为 `None` 时获取一个新的空的 vector。
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现在让我们来看定义在 slice 上的标准库方法 `sort_by_key`,看看它与 `unwrap_or_else` 的区别以及为什么 `sort_by_key` 使用 `FnMut` 而不是 `FnOnce` trait bound。这个闭包以一个 slice 中当前被考虑的元素的引用作为参数,返回一个可以用来排序的 `K` 类型的值。当你想按照 slice 中元素的某个属性来进行排序时这个函数很有用。在示例 13-7 中有一个 `Rectangle` 实例的列表,我们使用 `sort_by_key` 按 `Rectangle` 的 `width` 属性对它们从低到高排序:
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文件名:src/main.rs
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{{#rustdoc_include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-07/src/main.rs}}
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示例 13-7:使用 `sort_by_key` 对长方形按宽度排序
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代码输出:
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{{#include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-07/output.txt}}
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`sort_by_key` 被定义为接收一个 `FnMut` 闭包的原因是它会多次调用这个闭包:每个 slice 中的元素调用一次。闭包 `|r| r.width` 不捕获、修改或将任何东西移出它的环境,所以它满足 trait bound 的要求。
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作为对比,示例 13-8 展示了一个只实现了 `FnOnce` trait 的闭包(因为它从环境中移出了一个值)的例子。编译器不允许我们在 `sort_by_key` 上使用这个闭包:
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文件名:src/main.rs
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{{#rustdoc_include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-08/src/main.rs}}
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示例 13-8:尝试在 `sort_by_key` 上使用一个 `FnOnce` 闭包
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这是一个刻意构造的、繁琐的方式,它尝试统计 `sort_by_key` 在排序 `list` 时被调用的次数(并不能工作)。该代码尝试在闭包的环境中向 `sort_operations` vector 放入 `value`— 一个 `String` 来实现计数。闭包捕获了 `value` 然后通过转移 `value` 的所有权的方式将其移出闭包给到 `sort_operations` vector。这个闭包可以被调用一次;尝试调用它第二次将报错,因为这时 `value` 已经不在闭包的环境中,因而无法被再次放到 `sort_operations` 中!因而,这个闭包只实现了 `FnOnce`。由于要求闭包必须实现 `FnMut`,因此尝试编译这个代码将得到报错:`value` 不能被移出闭包:
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{{#include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-08/output.txt}}
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报错指向了闭包体中将 `value` 移出环境的那一行。要修复这里,我们需要改变闭包体让它不将值移出环境。在环境中保持一个计数器并在闭包体中增加它的值是计算 `sort_by_key` 被调用次数的一个更简单直接的方法。示例 13-9 中的闭包可以在 `sort_by_key` 中使用,因为它只捕获了 `num_sort_operations` 计数器的可变引用,这就可以被调用多次。
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文件名:src/main.rs
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{{#rustdoc_include ../listings/ch13-functional-features/listing-13-09/src/main.rs}}
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示例 13-9:允许在 `sort_by_key` 上使用一个 `FnMut` 闭包
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当定义或使用用到闭包的函数或类型时,`Fn` trait 十分重要。在下个小节中,我们将会讨论迭代器。许多迭代器方法都接收闭包参数,因而在继续前先下住这些闭包的细节!
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