如何在 Rust 的结构中存储闭包？

Question

在 Rust 1.0 之前，我可以使用这种过时的闭包语法编写结构：

struct Foo {
    pub foo: |usize| -> usize,
}

现在我可以做类似的事情：

struct Foo<F: FnMut(usize) -> usize> {
    pub foo: F,
}

但是我创建的 Foo 对象的类型是什么？

let foo: Foo<???> = Foo { foo: |x| x + 1 };

我也可以参考一下：

struct Foo<'a> {
    pub foo: &'a mut FnMut(usize) -> usize,
}

我认为这比较慢，因为

指针取消引用
实际上最终使用的 FnMut 类型没有专门化

Answer 1

对于您在第三个代码片段中使用的类型，没有；闭包类型是匿名的，不能直接命名。相反，你会写：

let foo = Foo { foo: |x| x + 1 };

如果您在需要指定您想要 Foo 的上下文中编写代码，您可以这样写：

let foo: Foo<_> = Foo { foo: |x| x + 1 };

_ 告诉类型系统为您推断实际的泛型类型。

关于使用哪个的一般经验法则，按降序排列：

通用参数：struct Foo<F: FnMut(usize) -> usize>。这是最有效的，但它确实意味着特定的 Foo 实例只能存储一个闭包，因为每个闭包都有不同的具体类型。
特征引用：&'a mut dyn FnMut(usize) -> usize。有一个指针间接，但现在您可以存储对任何具有兼容调用签名的闭包的引用。
盒装封口：Box<dyn FnMut(usize) -> usize>。这涉及在堆上分配闭包，但您不必担心生命周期。与引用一样，您可以存储任何具有兼容签名的闭包。

Rust 1.0 之前

使用 || 语法的闭包是对存储在堆栈中的闭包的引用，使它们等同于 &'a mut FnMut(usize) -> usize。旧式 proc 是堆分配的，相当于 Box<dyn FnOnce(usize) -> usize>（您只能调用一次 proc）。

Answer 2

使用更多代码补充用于演示目的：

开箱封口

使用通用类型：

struct Foo<F>
where
    F: Fn(usize) -> usize,
{
    pub foo: F,
}

impl<F> Foo<F>
where
    F: Fn(usize) -> usize,
{
    fn new(foo: F) -> Self {
        Self { foo }
    }
}

fn main() {
    let foo = Foo { foo: |a| a + 1 };
    (foo.foo)(42);
    
    (Foo::new(|a| a + 1).foo)(42);
}

盒装特征对象

struct Foo {
    pub foo: Box<dyn Fn(usize) -> usize>,
}

impl Foo {
    fn new(foo: impl Fn(usize) -> usize + 'static) -> Self {
        Self { foo: Box::new(foo) }
    }
}

fn main() {
    let foo = Foo {
        foo: Box::new(|a| a + 1),
    };
    (foo.foo)(42);
    
    (Foo::new(|a| a + 1).foo)(42);
}

特征对象引用

struct Foo<'a> {
    pub foo: &'a dyn Fn(usize) -> usize,
}

impl<'a> Foo<'a> {
    fn new(foo: &'a dyn Fn(usize) -> usize) -> Self {
        Self { foo }
    }
}

fn main() {
    let foo = Foo { foo: &|a| a + 1 };
    (foo.foo)(42);
    
    (Foo::new(&|a| a + 1).foo)(42);
}

函数指针

struct Foo {
    pub foo: fn(usize) -> usize,
}

impl Foo {
    fn new(foo: fn(usize) -> usize) -> Self {
        Self { foo }
    }
}

fn main() {
    let foo = Foo { foo: |a| a + 1 };
    (foo.foo)(42);
    
    (Foo::new(|a| a + 1).foo)(42);
}

what's the type of a Foo object I create?

这是一个无法命名的自动生成的类型。

I could also use a reference [...] slower because [...] the pointer deref [...] no specialization

也许可以，但调用者会容易得多。

另请参阅：

Returning a closure from a function

如何在 Rust 的结构中存储闭包？

How do I store a closure in a struct in Rust?

closures

rust

Rust 1.0 之前

开箱封口

盒装特征对象

特征对象引用

函数指针