13.1 闭包 Pt.1什么是闭包、如何使用闭包13.1.0. 写在正文之前Rust语言在设计过程中受到了很多语言的启发而函数式编程对Rust产生了非常显著的影响。函数式编程通常包括通过将函数作为值传递给参数、从其他函数返回它们、将它们分配给变量以供以后执行等等。在本章中我们会讨论 Rust 的一些特性这些特性与许多语言中通常称为函数式的特性相似-闭包本文- 迭代器- 使用闭包和迭代器改进I/O项目- 闭包和迭代器的性能13.1.1. 什么是闭包(closure)一句话概括闭包是可以捕获其所在环境的匿名函数。闭包的特点有四- 闭包是匿名函数- 这个匿名函数可以保存为变量或是作为参数传给另一个函数还可以作为另外一个函数的返回值- 可以在一个地方创建闭包然后在另一个上下文中调用闭包来完成运算- 闭包可以从其定义的作用域内捕获值13.1.2. 闭包的例子为了更好的演示闭包的功能这里举一个例子做一个程序根据人的身体指数等因素生成自定义的运动计划。这个程序的算法逻辑并不是重点重点是算法在计算过程中会花费几秒的时间。我们的目标是不让用户发生不必要的等待。具体来说就是仅在必要的时候才调用该算法而且只调用一次。看下代码use std::thread; use std::time::Duration; fn main() { let simulated_user_specified_value 10; let simulated_random_number 7; generate_workout( simulated_user_specified_value, simulated_random_number, ); } fn simulated_expensive_calculation(intensity: u32) - u32 { println!(calculating slowly...); thread::sleep(Duration::from_secs(2)); intensity } fn generate_workout(intensity: u32, random_number: u32) { if intensity 25 { println!(Today, do {} pushups!, simulated_expensive_calculation(intensity)); println!(Next, do {} situps!, simulated_expensive_calculation(intensity)); } else { if random_number 3 { println!(Take a break today! Remember to stay hydrated!); } else { println!(Today, run for {} minutes!, simulated_expensive_calculation(intensity)); } } }simulated_expensive_calculation这个函数就是模拟那个复杂的算法thread::sleep函数是用来模拟等待算法计算完毕所需的时间。由于就是个演示所以最后就把intensity意思是用户指定的强度这个参数直接返回了。generate_workout有两个参数一个intensity表示用户指定的锻炼强度还有一个random_number表示一个随机数。其函数体的逻辑是如果强度intensity小于25就打印Today, do {} pushups!和Next, do {} situps!两句话。问题来了这两句话都要调用耗时比较长的simulated_expensive_calculation。如果强度大于等于25而且随机数等于3就打印Take a break today! Remember to stay hydrated!不需要调用耗时的函数。如果随机数不等于3打印Today, run for {} minutes!要调用耗时的simulated_expensive_calculation函数。这个函数目前的写法确实没问题但是太耗时了。我们的目标是不让用户发生不必要的等待。具体来说就是仅在必要的时候才调用该算法而且只调用一次。首先来看generate_workout函数中强度intensity小于25的情况if intensity 25 { println!(Today, do {} pushups!, simulated_expensive_calculation(intensity)); println!(Next, do {} situps!, simulated_expensive_calculation(intensity));会打印Today, do {} pushups!和Next, do {} situps!两句话。问题来了这两句话都要调用耗时比较长的simulated_expensive_calculation。实际上我们只需要计算一次的结果然后把这个结果用在两个输出里重复使用即可。我们就来优化这一部分只需要运行一次把结果存在一个变量里在输出时调用这个变量就可以避免重复调用simulated_expensive_calculationfn generate_workout(intensity: u32, random_number: u32) { let expensive_result simulated_expensive_calculation(intensity); if intensity 25 { println!(Today, do {} pushups!, expensive_result); println!(Next, do {} situps!, expensive_result); } else { if random_number 3 { println!(Take a break today! Remember to stay hydrated!); } else { println!(Today, run for {} minutes!, expensive_result); } } }这里我顺便把强度intensity大于等于25但random_number不等于3的情况下的输出也替换为了存储算法结果的变量expensive_result。但是这样也导致了另一个问题if random_number 3 { println!(Take a break today! Remember to stay hydrated!); }这里并不需要调用复杂的函数但是由于let expensive_result simulated_expensive_calculation(intensity);这句话是在函数开头就执行了所以即使随机数为3时不需要调用算法函数函数仍然会在开头调用算法函数消耗时间这属于没有必要的调用。这就是闭包的用武之地把这段代码用闭包修改修改一下fn generate_workout(intensity: u32, random_number: u32) { let expensive_closure |num| { println!(calculating slowly...); thread::sleep(Duration::from_secs(2)); num }; if intensity 25 { println!(Today, do {} pushups!, expensive_closure(intensity)); println!(Next, do {} situps!, expensive_closure(intensity)); } else { if random_number 3 { println!(Take a break today! Remember to stay hydrated!); } else { println!(Today, run for {} minutes!, expensive_closure(intensity)); } } }闭包是这部分let expensive_closure |num| { println!(calculating slowly...); thread::sleep(Duration::from_secs(2)); num };把闭包赋给了变量expensive_closure。这个闭包需要有参数把参数放在两个管道符||中间这里只有一个参数num就写|num|。如果有两个参数就用逗号分开比如|num1, num2|如果不需要参数就只写||即可。这里的参数num不需要显式声明类型是因为下文的调用中传进去的参数intensity的类型为u32Rust推断出num的类型为u32。闭包的函数体写在{}中写法与其它函数无异。这里我们要通过这个闭包实现调用算法函数相同的效果所以函数体跟算法函数一样即可这时候就可以把simulated_expensive_calculation这个函数删掉了整个闭包的这部分只是定义了一个函数没有执行。函数只有在遇到()才会执行例如expensive_closure(intensity)。这样写在intensity大于等于25且random_number等于3的时候就不会调用算法函数了没有不必要的调用。但是这么写没有解决闭包重复调用的问题这个问题下一篇文章来解决。
