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2025/12/17 1:22:40 网站建设 项目流程
在 Rust 语言中,FnFnMut 和 FnOnce 是闭包(Closures)特征(Traits)。它们定义了闭包可以捕获其环境(即捕获外部变量)的不同方式。
理解这三个 Trait 是理解 Rust 中函数式编程和所有权管理的关键。它们组成了 Rust 闭包类型的层次结构。
 
核心概念:捕获(Capturing)外部变量
闭包可以捕获其定义范围内的变量。这三个 Trait 定义了这些捕获是如何发生的:
 
Trait描述捕获方式能否多次调用?
FnOnce 消耗性闭包 获取捕获变量的所有权 只能调用一次
FnMut 可变借用闭包 可变引用借用捕获变量 可以多次调用(需要可变访问)
Fn 不可变借用闭包 不可变引用借用捕获变量 可以多次调用(安全并行)
 
层次关系
Fn 继承自 FnMut,而 FnMut 继承自 FnOnce
如果一个闭包实现了 Fn,它一定也实现了 FnMut 和 FnOnce。反之则不然。
 
1. FnOnce (Call Once)
只能调用一次的闭包。它通过获取捕获变量的所有权来执行其操作。在闭包执行完毕后,被捕获的变量就被消耗了,因此不能再次调用。
使用场景: 需要消耗捕获变量的函数,如线程创建(将数据所有权移入新线程)或 std::mem::drop
 
rust
let data = String::from("所有权");// FnOnce: 捕获了 data 的所有权
let consume_closure = || {println!("消耗数据: {}", data);std::mem::drop(data); // 消耗 data
};// 只能调用一次:
consume_closure(); // consume_closure(); // 错误!data 已经被消耗了
Use code with caution.
 
2. FnMut (Call Mutably)
可以多次调用的闭包,但需要可变地借用捕获的变量。它需要对环境进行修改(例如修改计数器)。
使用场景: 需要在每次调用时改变状态的迭代器(如 filter_map)或需要修改外部变量的场景。
 
rust
let mut counter = 0;// FnMut: 可变地借用 counter
let mut count_closure = || {counter += 1; println!("计数: {}", counter);
};// 可以多次调用:
count_closure(); // 计数: 1
count_closure(); // 计数: 2// println!("counter is: {}", counter); // 在调用闭包的期间不能使用 counter
Use code with caution.
 
3. Fn (Call Immutable)
可以多次调用的闭包,并且只不可变地借用捕获的变量。这是最灵活、最安全的闭包类型,可以在多线程环境中安全共享。
使用场景: 大多数迭代器操作(mapfilter 等),它们只读取外部数据而不修改或消耗它。
 
rust
let factor = 2;// Fn: 不可变地借用 factor
let multiply_closure = |x| x * factor;// 可以多次调用:
println!("结果: {}", multiply_closure(5)); // 结果: 10
println!("结果: {}", multiply_closure(10)); // 结果: 20// 可以在调用闭包的同时使用 factor
println!("原始因子: {}", factor);
Use code with caution.
 
如何在函数签名中使用
当您编写一个接受闭包作为参数的泛型函数时,您需要指定您期望闭包实现哪个 Trait:
 
rust
// 接受一个只能调用一次的闭包
fn call_once<F: FnOnce()>(f: F) {f();
}// 接受一个需要可变状态的闭包
fn call_mutably<F: FnMut()>(mut f: F) {f();f();
}// 接受一个只读闭包(最灵活)
fn call_immutable<F: Fn()>(f: F) {f();f();f();
}
Use code with caution.

参考资料:

1.rust语言基础

 

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