Rust-ohjelmointikieli

Edistyneet funktiot ja sulkeumat

Tämä osio tutkii edistyneitä ominaisuuksia, jotka liittyvät funktioihin ja sulkeumiin, mukaan lukien funktio-osoittimet ja sulkeumien palauttaminen.

Funktio-osoittimet

Olemme puhuneet sulkeumien välittämisestä funktioille; voit myös välittää tavallisia funktioita funktioille! Tämä tekniikka on hyödyllinen, kun haluat välittää jo määrittelemäsi funktion uuden sulkeuman määrittelemisen sijaan. Funktiot pakotetaan tyypiksi fn (pienellä f:llä), älä sekoita sitä Fn-sulkeumatraitiin. fn-tyyppiä kutsutaan funktio-osoittimeksi. Funktioiden välittäminen funktio-osoittimilla sallii funktioiden käytön argumentteina muille funktioille.

Syntaksi parametrin määrittämiseksi funktio-osoittimeksi on samankaltainen kuin sulkeumilla, kuten listauksessa 20-28, jossa olemme määritelleet funktion add_one, joka lisää 1 parametrilleen. Funktio do_twice ottaa kaksi parametria: funktio-osoittimen mihin tahansa funktioon, joka ottaa i32-parametrin ja palauttaa i32:n, sekä yhden i32-arvon. Funktio do_twice kutsuu funktiota f kahdesti välittäen sille arg-arvon ja laskee sitten kaksi funktiokutsun tulosta yhteen. main-funktio kutsuu do_twice-funktiota argumenteilla add_one ja 5.

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-28/src/main.rs}}
}

Tämä koodi tulostaa The answer is: 12. Määrittelemme, että do_twice-funktion parametri f on fn, joka ottaa yhden i32-tyyppisen parametrin ja palauttaa i32:n. Voimme sitten kutsua f:ää do_twice-funktion rungossa. main-funktiossa voimme välittää funktion nimen add_one ensimmäisenä argumenttina do_twice-funktiolle.

Toisin kuin sulkeumat, fn on tyyppi eikä trait, joten määrittelemme fn:n suoraan parametrityypiksi sen sijaan, että julistaisimme geneerisen tyyppiparametrin yhdellä Fn-traiteista trait-sidonnana.

Funktio-osoittimet toteuttavat kaikki kolme sulkeumatraitia (Fn, FnMut ja FnOnce), mikä tarkoittaa, että voit aina välittää funktio-osoittimen argumenttina funktiolle, joka odottaa sulkeumaa. On parasta kirjoittaa funktiot käyttämällä geneeristä tyyppiä ja yhtä sulkeumatraitia, jotta funktiosi voivat hyväksyä joko funktioita tai sulkeumia.

Siitä huolimatta yksi esimerkki tilanteesta, jossa haluat hyväksyä vain fn:n eikä sulkeumia, on vuorovaikutus ulkoisen koodin kanssa, jolla ei ole sulkeumia: C-funktiot voivat ottaa funktioita argumentteina, mutta C:ssä ei ole sulkeumia.

Esimerkkinä tilanteesta, jossa voisit käyttää joko rivillä määriteltyä sulkeumaa tai nimettyä funktiota, katsotaan standardikirjaston Iterator-traitin tarjoaman map-metodin käyttöä. Käyttääksemme map-metodia muuntaaksemme numerovektorin merkkijonovektoriksi, voisimme käyttää sulkeumaa, kuten listauksessa 20-29.

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-29/src/main.rs:here}}
}

Tai voisimme nimetä funktion map-metodin argumentiksi sulkeuman sijaan. Listaus 20-30 näyttää, miltä tämä näyttäisi.

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-30/src/main.rs:here}}
}

Huomaa, että meidän täytyy käyttää täysin pätevää syntaksia, josta puhuimme ”Edistyneet traitit” -osiossa, koska useita samannimisiä funktioita on saatavilla.

Tässä käytämme ToString-traitissa määriteltyä to_string-funktiota, jonka standardikirjasto on toteuttanut kaikille Display-traitin toteuttaville tyypeille.

Muista luvun 6 ”Luettelotyyppien arvot” -kohdasta, että jokaisesta määrittelemästämme luettelotyypin variantista tulee myös alustusfunktio. Voimme käyttää näitä alustusfunktioita funktio-osoittimina, jotka toteuttavat sulkeumatraitit, mikä tarkoittaa, että voimme määrittää alustusfunktiot argumenteiksi metodeille, jotka ottavat sulkeumia, kuten listauksessa 20-31.

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-31/src/main.rs:here}}
}

Tässä luomme Status::Value-instansseja jokaisesta u32-arvosta välillä, jolla map kutsutaan, käyttämällä Status::Value-variantin alustusfunktiota. Jotkut pitävät tästä tyylistä ja jotkut sulkeumista. Ne kääntyvät samaan koodiin, joten käytä kumpaa tahansa tyyliä, joka on sinulle selkeämpi.

Sulkeumien palauttaminen

Sulkeumat edustetaan traitteina, mikä tarkoittaa, että et voi palauttaa sulkeumia suoraan. Useimmissa tapauksissa, joissa haluaisit palauttaa traitin, voit sen sijaan käyttää traitin toteuttavaa konkreettista tyyppiä funktion paluuarvona. Sulkeumien kanssa et kuitenkaan voi yleensä tehdä niin, koska niillä ei ole palautettavaa konkreettista tyyppiä; et saa käyttää funktio-osoitinta fn paluutyyppinä, jos sulkeuma sieppaa arvoja näkyvyysalueestaan.

Sen sijaan käytät normaalisti luvussa 10 opittua impl Trait -syntaksia. Voit palauttaa minkä tahansa funktiotyypin käyttämällä Fn-, FnOnce- ja FnMut-traitteja. Esimerkiksi listauksen 20-32 koodi kääntyy aivan hyvin.

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-32/src/lib.rs}}
}

Kuten totesimme luvun 13 ”Sulkeumatyyppien päättely ja merkitseminen” -kohdassa, jokainen sulkeuma on myös oma erillinen tyypkinsä. Jos sinun täytyy työskennellä useiden saman signatuurin mutta eri toteutuksen funktioiden kanssa, tarvitset niille trait-olion. Harkitse, mitä tapahtuu, jos kirjoitat listauksen 20-33 kaltaista koodia.

{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-33/src/main.rs}}

Tässä meillä on kaksi funktiota, returns_closure ja returns_initialized_closure, jotka molemmat palauttavat impl Fn(i32) -> i32. Huomaa, että ne palauttamat sulkeumat ovat erilaisia, vaikka ne toteuttavat saman tyypin. Jos yritämme kääntää tämän, Rust kertoo, ettei se toimi:

{{#include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-33/output.txt}}

Virheilmoitus kertoo, että aina kun palautamme impl Trait -tyypin, Rust luo ainutlaatuisen läpinäkymättömän tyypin, tyypin, jonka yksityiskohtiin emme voi kurkistaa emmekä voi arvata, minkä tyypin Rust luo kirjoittaaksemme sen itse. Vaikka nämä funktiot palauttavat sulkeumia, jotka toteuttavat saman traitin Fn(i32) -> i32, Rustin luomat läpinäkymättömät tyypit ovat erilaisia. (Tämä on samankaltaista kuin se, miten Rust tuottaa erilaisia konkreettisia tyyppejä eri async-lohkoille, vaikka niillä olisi sama tulostyyppi, kuten näimme luvun 17 ”Pin-tyyppi ja Unpin-trait” -kohdassa.) Olemme nähneet ratkaisun tähän ongelmaan jo useita kertoja: voimme käyttää trait-oliota, kuten listauksessa 20-34.

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch20-advanced-features/listing-20-34/src/main.rs:here}}
}

Tämä koodi kääntyy aivan hyvin. Lisätietoa trait-olioista on luvun 18 ”Trait-olioiden käyttö yhteisen käyttäytymisen abstrahoimiseen” -kohdassa.

Seuraavaksi katsotaan makroja!