第 14 章闭包

吉姆•布兰迪

拯救环境！现在就创建闭包！
——Cormac Flanagan
对整型向量进行排序很容易：
integers.sort();
遗憾的是，当我们想对一些数据进行排序时，它们几乎从来都不是整型向量。例如，对某种记录型数据来说，内置的 sort 方法一般不适用：
struct City {
    name: String,
    population: i64,
    country: String,
    ...
}
fn sort_cities(cities: &mut Vec<City>) {
    cities.sort();  // 出错：你到底想怎么排序？
}
Rust 会报错说 City 没有实现 std::cmp::Ord。我们需要指定排序顺序，如下所示：
/// 按照人口数量对城市进行排序的辅助函数
fn city_population_descending(city: &City) -> i64 {
    -city.population
}
fn sort_cities(cities: &mut Vec<City>) {
    cities.sort_by_key(city_population_descending);  // 正确
}
辅助函数 city_population_descending 会接受 City 型记录并提取其键，该键是我们对数据进行排序时要依据的字段。（它会返回一个负数，因为 sort 会按升序排列数值，而我们想要按降序排列：让人口最多的城市在前。）sort_by_key 方法会将这个取键函数作为参数。
这固然可行，但如果将辅助函数写成闭包（匿名函数表达式）则会更简洁：
fn sort_cities(cities: &mut Vec<City>) {
    cities.sort_by_key(|city| -city.population);
}
这里的 |city| -city.population 就是闭包。它会接受一个参数 city 并返回 -city.population。Rust 会从闭包的使用方式中推断出其参数类型和返回类型。下面是标准库中接受闭包的其他例子。
像 map 和 filter 这样的 Iterator 方法，可用于处理序列数据。第 15 章会介绍这些方法。
像 thread::spawn 这样的线程 API，会启动一个新的系统线程。并发就是要将工作转移给其他线程，而闭包能方便地表示这些工作单元。第 19 章会介绍这些特性。
一些需要根据条件计算默认值的方法，比如 HashMap 条目的 or_insert_with 方法。此方法用于获取或创建 HashMap 中的条目，当默认值的计算成本很高时就要使用闭包。默认值会作为闭包传入，只有当不得不创建新条目时才会调用此闭包。
当然，如今匿名函数无处不在，甚至连 Java、C#、Python、C++ 等最初没有匿名函数的语言中也有了其“身影”。从现在开始，我们假定你之前已经了解匿名函数，只想知道 Rust 的闭包与匿名函数有何不同。本章将介绍 3 种类型的闭包，你将学习如何将闭包与标准库方法一起使用、闭包如何“捕获”其作用域内的变量、如何编写自己的以闭包作为参数的函数和方法，以及如何存储闭包供以后用作回调。我们还将解释 Rust 闭包是如何实现的，以及它们为什么比你预想的要快。

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解释
总结

Rust 闭包在语言中扮演着重要角色，能够捕获其所在函数的数据，并在排序、迭代器方法、线程 API 等场景中发挥重要作用。本文全面介绍了 Rust 闭包的特点和使用方法，强调了 Rust 使用生命周期而非垃圾回收来确保闭包的安全性，从而提高了程序的执行效率。此外，文章还讨论了闭包的三种类别，即Fn、FnMut和FnOnce，以及闭包的Copy和Clone特性。通过清晰的语言和实例代码，读者可以快速了解闭包的特性和使用方法。文章还介绍了闭包在 Rust 中的安全性，包括闭包的“杀死”和“FnOnce”特性，以及可变闭包的使用。最后，文章提到了回调函数在 Rust 中的应用，以及如何在自己的程序中实现类似的功能。通过实例代码和解释，读者可以了解如何使用闭包来实现简易路由器，并理解闭包在实际编程中的应用场景。总之，本文全面介绍了 Rust 闭包的特性、使用方法以及在实际编程中的应用，适合想要深入了解 Rust 闭包的读者阅读。

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