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本次來(lái)介紹一下 Rust 函數(shù)相關(guān)的內(nèi)容，首先函數(shù)我們其實(shí)一直都在用，所以函數(shù)本身沒(méi)什么可說(shuō)的，我們的重點(diǎn)是與函數(shù)相關(guān)的閉包、高階函數(shù)、發(fā)散函數(shù)。 Rust 的閉包由一個(gè)匿名函數(shù)加上外層的作用域組成，舉個(gè)例子： fn main() {
let closure = |n: u32| -> u32 {
n * 2
};
println!("n * 2 = {}", closure(12));
// n * 2 = 24
}
閉包可以被保存在一個(gè)變量中，然后我們注意一下它的語(yǔ)法，參數(shù)定義、返回值定義都和普通函數(shù)一樣，但閉包使用的是兩個(gè)豎線。我們對(duì)比一下兩者的區(qū)別： // 普通函數(shù)定義
fn func1(a: u32, b: u32) -> String {
// 函數(shù)體
}
/* 如果換成閉包的話，那么等價(jià)于
let func1 = |a: u32, b: u32| -> String {
// 函數(shù)體
}
*/
所以兩者在語(yǔ)法上沒(méi)有什么本質(zhì)的區(qū)別，但這個(gè)時(shí)候可能有人好奇了，我們能不能把閉包中的匿名函數(shù)換成普通函數(shù)呢？來(lái)試一下。 fn main() {
let closure1 = |n: u32| -> u32 {
n * 2
};
fn closure2(n: u32) -> u32 {
n * 2
}
println!("n * 2 = {}", closure1(12));
println!("n * 2 = {}", closure2(12));
/*
n * 2 = 24
n * 2 = 24
*/
}
從表面上來(lái)看是可以的，但其實(shí)還存在問(wèn)題，因?yàn)?closure2 只是一個(gè)在函數(shù)里定義的函數(shù)而已。而閉包除了要包含函數(shù)之外，還要包含函數(shù)所在的外層作用域，什么意思呢？我們舉例說(shuō)明： 
你看到了什么？沒(méi)錯(cuò)，在函數(shù) closure2 內(nèi)部無(wú)法使用外層作用域中的變量 a，因此它只是定義在 main 函數(shù)里的函數(shù)而已，而不是閉包，因?yàn)樗话鈱雍瘮?shù)（main）的作用域。 而 Rust 提示我們使用 || { ... }，那么 closure1 顯然是閉包，因?yàn)樗税粋€(gè)函數(shù)（匿名），還包含了外層作用域，我們將這個(gè)閉包賦值給了 closure1。 此外閉包還有一個(gè)重要的用途，就是在多線程編程時(shí)，可以將主線程的變量移動(dòng)到子線程內(nèi)部。 關(guān)于多線程后續(xù)會(huì)詳細(xì)說(shuō)，這里只是舉個(gè)例子。
// 導(dǎo)入線程模塊
use std::thread;
fn main() {
let s = String::from("hello world");
// 必須在 || 的前面加上 move
// 它的含義就是將值從主線程移動(dòng)到子線程
let closure1 = move || {
println!("{}", s);
};
// 開(kāi)啟一個(gè)子線程
thread::spawn(closure1).join();
/*
hello world
*/
}
打印是發(fā)生在主線程當(dāng)中的，而不是子線程，以上就是閉包相關(guān)的內(nèi)容。
了解完閉包之后，再來(lái)看看高階函數(shù)，在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)中，高階函數(shù)是至少滿足下列一個(gè)條件的函數(shù)： 在數(shù)學(xué)中它們也叫算子或者泛函，高階函數(shù)是函數(shù)式編程中非常重要的一個(gè)概念。
先來(lái)看看如何定義一個(gè)接收函數(shù)作為參數(shù)的函數(shù)： // calc 接收三個(gè)參數(shù)，返回一個(gè) i32
// 參數(shù)一：接收兩個(gè) i32 返回一個(gè) i32 的函數(shù)
// 參數(shù)二 和 參數(shù)三均是一個(gè) i32
fn calc(method: fn(i32, i32) -> i32,
a: i32, b: i32) -> i32 {
method(a, b)
}
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
a + b
}
fn main() {
println!("a + b = {}", calc(add, 12, 33));
/*
a + b = 45
*/
// 也可以傳遞一個(gè)匿名函數(shù)，但它不能引用外層作用域的變量
// 因?yàn)?nbsp;calc 第一個(gè)參數(shù)接收的是函數(shù)，不是閉包
let sub = |a: i32, b: i32| -> i32 {
a - b
};
println!("a - b = {}", calc(sub, 12, 33));
/*
a - b = -21
*/
}
以函數(shù)作為參數(shù)，在類型聲明中我們不需要寫函數(shù)名以及參數(shù)名，只需要指明參數(shù)類型、數(shù)量和返回值類型即可。
然后再觀察一下函數(shù) calc 的定義，由于第一個(gè)參數(shù) method 接收一個(gè)函數(shù)，所以它的定義特別的長(zhǎng)，我們能不能簡(jiǎn)化一下呢？ // 相當(dāng)于給類型起了一個(gè)別名
type Method = fn(i32, i32) -> i32;
fn calc(method: Method,
a: i32, b: i32) -> i32 {
method(a, b)
}
這種做法也是可以的。
看完了接收函數(shù)作為參數(shù)，再來(lái)看看如何將函數(shù)作為返回值。 type Method = fn(i32, i32) -> i32;
// 想要接收字符串的話
// 應(yīng)該使用引用 &String 或切片 &str
// 當(dāng)然我們前面說(shuō)過(guò)，更推薦切片
fn calc(op: &str) -> Method {
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
a + b
}
let sub = |a: i32, b: i32| -> i32 { a - b };
// 使用 if else 也是可以的
match op {
"add" => add,
"sub" => sub,
// 內(nèi)置的宏，會(huì)拋出一個(gè)錯(cuò)誤，表示方法沒(méi)有實(shí)現(xiàn)
_ => unimplemented!(),
} // 注意：此處不可以加分號(hào)，因?yàn)橐鳛楸磉_(dá)式返回
}
fn main() {
let (a, b) = (11, 33);
println!("a + b = {}", calc("add")(a, b));
println!("a - b = {}", calc("sub")(a, b));
/*
a + b = 44
a - b = -22
*/
}
以上就是高階函數(shù)，還是很好理解的，和 Python 比較類似。你可以基于這個(gè)特性，實(shí)現(xiàn)一個(gè)裝飾器，只是 Rust 里面沒(méi)有 @ 這個(gè)語(yǔ)法糖罷了。這里我們簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)一下吧，加深一遍印象。 enum Result {
Text(String),
Func(fn() -> String),
}
fn index() -> String {
String::from("歡迎來(lái)到古明地覺(jué)的編程教室")
}
fn login_required(username: &str, password: &str) -> Result {
if !(username == "satori" && password == "123") {
return Result::Text(String::from("請(qǐng)先登錄"));
} else {
return Result::Func(index);
}
}
fn main() {
let res1 = login_required("xxx", "yyy");
let res2 = login_required("satori", "123");
// 如果后續(xù)還要使用 res1 和 res2，那么就使用引用
// 也就是 [&res1, &res2]
// 但這里我們不用了，所以是 [res1, res2]，此時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)移所有權(quán)
for item in [res1, res2] {
match item {
Result::Text(error) => println!("{}", error),
Result::Func(index) => println!("{}", index()),
}
}
/*
請(qǐng)先登錄
歡迎來(lái)到古明地覺(jué)的編程教室
*/
}
是不是很有趣呢？這里再次看到了枚舉類型的威力，我們有可能返回字符串，也有可能返回函數(shù)，那么應(yīng)該怎么辦呢？很簡(jiǎn)單，將它們放到枚舉里面即可，這樣它們都是枚舉類型。至于到底是哪一個(gè)成員，再基于 match 分別處理即可。 還記得 match 嗎？match 可以有任意多個(gè)分支，每一個(gè)分支都應(yīng)該返回相同的類型，并且只有一個(gè)分支會(huì)執(zhí)行成功，然后該分支的返回值會(huì)作為整個(gè) match 表達(dá)式的返回值。
最后再來(lái)看看發(fā)散函數(shù)，這個(gè)概念在其它語(yǔ)言里面應(yīng)該很少聽(tīng)到。在 Rust 里面，發(fā)散函數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)返回，它的返回值被標(biāo)記為 !，表示這是一個(gè)空類型。 // 發(fā)散函數(shù)的返回值類型是一個(gè)感嘆號(hào)
// 它表示這個(gè)函數(shù)執(zhí)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)
fn foo() -> ! {
panic!("這個(gè)函數(shù)執(zhí)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)")
}
fn main() {
// 調(diào)用發(fā)散函數(shù)時(shí)，可以將其結(jié)果賦值給任意類型的變量
let res1: u32 = foo();
let res2: f64 = foo();
}
所以這個(gè)發(fā)散函數(shù)沒(méi)啥卵用，你在實(shí)際開(kāi)發(fā)中估計(jì)一輩子也用不上，因?yàn)樗趫?zhí)行的時(shí)候會(huì) panic 掉。所以這段代碼編譯的時(shí)候是沒(méi)有問(wèn)題的，但執(zhí)行時(shí)會(huì)觸發(fā) panic。既然執(zhí)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，那么當(dāng)然可以賦值給任意類型的變量。
因此當(dāng)返回值類型為 ! 時(shí)，我們需要通過(guò) panic 宏讓函數(shù)在執(zhí)行的過(guò)程中報(bào)錯(cuò)。但要注意的是，發(fā)散函數(shù)和不指定返回值的函數(shù)是不一樣的，舉個(gè)例子： // 發(fā)散函數(shù)的返回值類型是一個(gè)感嘆號(hào)
// 它表示這個(gè)函數(shù)執(zhí)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)
fn foo() -> ! {
panic!("這個(gè)函數(shù)執(zhí)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)");
}
// 不指定返回值，默認(rèn)返回 ()
// 所以以下等價(jià)于 fn bar() -> () {}
// 但很明顯 bar 函數(shù)是有返回值的，會(huì)返回空元組
fn bar() {
}
總的來(lái)說(shuō)發(fā)散函數(shù)沒(méi)啥卵用，在工作中也不建議使用，只要知道有這么個(gè)東西就行。
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