为什么不直接使用 Fn、FnMut 或 FnOnce 作为类型？

Question

Rust 中的闭包根据其捕获行为已经属于三个明确定义的类别之一（Fn、FnMut 和 FnOnce）。

如果只有这三种可能的类型，为什么还要麻烦 impl 呢？为什么不直接使用它们作为类型而不是 impl Trait？

Answer 1

如果只有这三种可能

这是不正确的。

Fn

、

FnMut

和

FnOnce

不是类型，它们是特质。事实上，它们不可能只是类型。

虽然您定义的任何普通

fn

 都可以表示为一个简单的指针，但闭包是完全不同的事情。他们可以捕获他们的环境，这实际上意味着他们可以使用他们附近定义的变量。这也意味着他们需要将这些变量存储在某个地方，因为你无法真正知道闭包何时被执行。每个闭包可能想要捕获不同类型的变量，所有变量都有不同的大小，因此不可能有一种通用的类型可以包含您可能使用的任何类型的“上下文”。因此，通过编译器的魔法，创建了一个不可命名的类型，您可以使用简单的代码片段来确认：

let mut x = 5;
let f = || {
    x += 1;
};

println!("size_of({}) = {}", std::any::type_name_of_val(&f), std::mem::size_of_val(&f));

此打印：

size_of(playground::main::{{closure}}) = 8 在幕后，上面代码中发生的事情与此接近：

let mut x = 5;
struct Closure<'a> {
    // closure context
    x: &'a mut i32,
}
impl FnOnce<()> for Closure<'_> {
    type Output = ();
    extern "rust-call" fn call_once(self, _args: ()) -> Self::Output {
        // closure body
        *self.x += 1;
    }
}
let f = Closure { x: &mut x };

// now it can be called:
f();

本例中的闭包对象必须包含对其修改的变量的可变引用，因此闭包类型的长度为 8 个字节（在 64 位平台上）。您可能想尝试一下不同的闭包捕获不同的东西，并注意到闭包类型的大小直接取决于它捕获的变量。

---

另请参阅：

Rust 闭包如何工作以及它如何执行闭包？