闭包 - 作为输入参量

虽然 Rust 在捕获临时变量的方式大多选择不带标注，但在编写函数时，这种不确定性是不允许的。当以闭包作为输入参数时，闭包的完整类型必须使用以下的其中一种 trait 来标注。它们的受限程度依次递减，依次是（原文：In order of decreasing restriction, they are）：

• Fn：闭包需要通过引用（&T）捕获
• FnMut：闭包需要通过可变引用（&mut T）捕获
• FnOnce：闭包需要通过值（T）捕获

在值传值（variable-by-variable）的基础上，编译器将以限制最少的方式来捕获变量。

例如考虑一个标注为 FnOnce 的参量。这意味着闭包可能通过 &T，&mut T 或 T 来捕获，但是编译器将根据所捕获变量在闭包的使用情况做出最终选择。

这是因为若移动语义（move）可能的话，则任意借用类型也应该是可行的。注意反过来就不再成立：如果参量是 Fn，那么通过 &mut T 或 T 捕获的情况就不允许了。

在下面的例子中，试着换换 Fn、FnMut 和 FnOnce 的使用，看看会发生什么：

// 将闭包作为参数并调用它的函数。
fn apply<F>(f: F) where
    // 闭包没有输入值和返回值。
    F: FnOnce() {
    // ^ 试一试：将 `FnOnce` 换成 `Fn` 或 `FnMut`。
    f();
}
// 使用闭包并返回一个 `i32` 整型的函数。
fn apply_to_3<F>(f: F) -> i32 where
// 闭包处理一个 `i32` 整型并返回一个 `i32` 整型。
    F: Fn(i32) -> i32 {
    f(3)
}
fn main() {
    use std::mem;
    let greeting = "hello";
    // 不可复制的类型。
    // `to_owned` 从借用的数据创建属于自己的数据。
    let mut farewell = "goodbye".to_owned();
    // 捕获 2 个变量：通过引用方式的 `greeting` 和
    // 通过值方式的 `farewell`。
    let diary = || {
        // `greeting` 使用引用方式：需要 `Fn`。
        println!("I said {}.", greeting);
        // 改变迫使 `farewell` 变成了通过可变引用来捕获。
        // （原文：Mutation forces `farewell` to be
        // captured by mutable reference.）
        // 现在需要 `FnMut`。
        farewell.push_str("!!!");
        println!("Then I screamed {}.", farewell);
        println!("Now I can sleep. zzzzz");
        // 手动调用 drop 将 `farewell` 强制转成通过值来捕获。
        // （原文：Manually calling drop forces `farewell` to
        // be captured by value. Now requires `FnOnce`.）
        // 现在需要 `FnOnce`。
        mem::drop(farewell);
    };
    // 调用处理闭包的函数（原文：Call the function
    // which applies the closure）。
    apply(diary);
    // `double` 满足 `apply_to_3` 的 trait 限定。
    let double = |x| 2 * x;
    println!("3 doubled: {}", apply_to_3(double));
}

参见：

std::mem::drop, Fn, FnMut, 和 FnOnce