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pengmao committed Dec 12, 2024
1 parent 9ef5a07 commit ec9d575
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166 changes: 166 additions & 0 deletions docs/rust/advanced/closure.md
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# 闭包

闭包是可以捕获其环境中变量的匿名函数。与普通函数不同,闭包可以访问其定义范围内的变量(甚至是从外部传入的变量),并且可以作为值传递、赋值和调用,闭包是Rust中非常强大的功能之一,被广泛应用于函数式编程模式、并发、事件处理等场景

## 定于

Rust中的闭包通过`|`语法定义,类似于其他语言中的匿名函数

```rust
|参数1, 参数2, ...| -> 返回类型 {
// 闭包体
}

```

闭包的语法于普通函数类似,但它没有显式的`fn`关键字,并且参数和返回类型可以根据上下文推断

```rust
fn main() {
let add = |a, b| a + b; // 闭包,捕获了外部的 `a` 和 `b`
let result = add(2, 3); // 调用闭包
println!("Result: {}", result); // 输出: Result: 5
}

```

## 闭包捕获环境

闭包的一个重要特性是它们能够捕获定义它们时所在作用域中的变量(即它们的环境)。Rust提供了三种方式来捕获这些变量:

- 按值捕获(`move`):闭包将环境变量的所有权移动到闭包内部
- 按引用捕获:闭包通过引用捕获变量(默认情况下,如果闭包只读取变量,Rust会选择引用捕获)
- 按可变引用捕获:如果闭包需要修改捕获的变量,Rust会通过可变引用捕获它们

按值捕获

```rust
fn main() {
let x = 5;
let closure = move || {
println!("x: {}", x); // `x` 的所有权被转移到闭包内
};
closure(); // 使用闭包
// println!("{}", x); // 编译错误,`x` 已被移动
}

```

不可变引用

```rust
fn main() {
let x = 5;
let closure = || {
println!("x: {}", x); // 捕获 `x` 的引用
};
closure(); // 使用闭包
}

```

可变引用

```rust
fn main() {
let mut x = 5;
let mut closure = || {
x += 1; // 闭包通过可变引用修改 `x`
};
closure();
println!("x: {}", x); // 输出: x: 6
}

```

## 类型推断

Rust中的闭包会根据捕获的变量和参数类型自动推断其类型,通常不需要显式地标注类型。Rust会根据闭包的使用上下文来推断类型

```rust
fn apply<F>(f: F)
where
F: Fn() {
f(); // 调用闭包
}

fn main() {
let closure = || println!("Hello, world!"); // 闭包
apply(closure); // 调用闭包作为参数传递
}

```

在这里,apply 函数接受一个闭包,它的类型通过泛型 F 被推断出来,闭包的类型是 Fn(),因为它不接受参数并且没有返回值。更多可看生命周期部分内容

## 闭包和`Fn`特征

闭包在Rust中时通过`Fn``FnMut``FnOnce`特征来区分的。这些特征定义了闭包如何捕获变量,以及如何调用

- Fn:表示闭包只读取环境中的变量,不修改它们,并且可以多次调用
- FnMut:表示闭包可以修改捕获的环境变量,并且可以多次调用
- FnOnce:表示闭包只能调用一次,因为它捕获了环境中的值并且可能移动了它们

`Fn``FnMut`

```rust
fn apply_fn<F>(mut f: F)
where
F: FnMut(),
{
f(); // 调用闭包
}

fn main() {
let mut count = 0;
let mut closure = || {
count += 1; // 修改环境中的变量
println!("Count: {}", count);
};

apply_fn(closure); // 传递 FnMut 闭包
}

```

`FnOnce`

```rust
fn apply_once<F>(f: F)
where
F: FnOnce(),
{
f(); // 调用闭包
}

fn main() {
let move_closure = move || {
let x = 5;
println!("x: {}", x); // 闭包拥有 `x` 的所有权
};

apply_once(move_closure); // 传递 FnOnce 闭包
}

```

## 闭包和函数的区别

闭包普通函数之间有一些关键的区别:

- 闭包捕获环境:闭包可以捕获它所在的环境的变量,普通函数不能
- 闭包时匿名的:闭包通常没有名字,可以被传递和存储作为值,而函数有一个固定的签名
- 闭包的调用方式灵活:闭包可以在定义的地方直接调用,也可以作为参数传递给其他函数

## 使用场景

- 迭代器:闭包常常用作迭代器中的处理函数,例如`map`

```rust
let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
let doubled: Vec<i32> = numbers.into_iter().map(|x| x * 2).collect();
println!("{:?}", doubled); // 输出: [2, 4, 6, 8, 10]
```

- 事件驱动编程:闭包可以用来处理异步事件或回调函数
- 函数式编程:闭包时函数式编程的核心,常用于高阶函数和组合函数的实现
208 changes: 208 additions & 0 deletions docs/rust/advanced/deepType.md
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@@ -0,0 +1,208 @@
# 深入类型

## 类型转换

`From`特征,该特征用于实现一种类型到另一种类型的转换。它提供了一个方法`from()`,可以将一个值从一种类型转换为另一种类型。

```rust
pub trait From<T>: Sized {
fn from(t: T) -> Self
}
```

使用:

```rust
struct MyType(i32);

// 示例:实现从 i32 到 f64 的转换
impl From<MyType> for f64 {
fn from(item: MyType) -> f64 {
item as f64 // 使用 `as` 关键字进行类型转换
}
}

fn main() {
let x: MyType = MyType(5);
let y: f64 = f64::from(x); // 使用 From::from() 方法进行类型转换
println!("{}", y); // 输出: 5.0
}

```

- From转换时自动转换的、
- 它不会出现转换失败的情况。你可以放心地使用它,因为 Rust 保证 From 是无损转换。

`Into` 特征是`From`的反向实现。它允许我们通过`.into()`方法将一种类型转换为另一种类型。由于`Into``From`是相对应的,因此,Rust会根据From特征的实现自动推导`Into`的转换

```rust
pub trait Into<T>: Sized {
fn into(self) -> T
}
```

```rust
fn main() {
let x: i32 = 5;
let y: f64 = x.into(); // 使用 `.into()` 自动转换
println!("{}", y); // 输出: 5.0
}

```

- Into转换时通过实现From特征来自动提供的,使用`.into()`方法
- 如果From转换存在,Into转换也会自动提供

### TryFrom、TryInto

`TryFrom``TryInto`是Rust中的两个特征,类似于`From``Into`,但是它们用于可能失败的类型转换。这些转换返回`Result`,从而允许我们处理可能得错误。

`TryFrom`用于定义一种类型到另一种类型的可能失败的转换。它的`try_from()`方法返回一个`Result`,如果转换成功,返回ok,失败err

定义

```rust
pub trait TryFrom<T>: Sized {
fn try_from(t: T) -> Result<Self, Self::Error>;
type Error;
}

```

使用

```rust
use std::convert::TryFrom;

#[derive(Debug)]
struct MyStruct {
value: i32,
}

impl TryFrom<i32> for MyStruct {
type Error = &'static str;

fn try_from(value: i32) -> Result<Self, Self::Error> {
if value > 0 {
Ok(MyStruct { value })
} else {
Err("Value must be positive")
}
}
}

fn main() {
let result: Result<MyStruct, _> = MyStruct::try_from(10);
match result {
Ok(structure) => println!("Success: {:?}", structure),
Err(e) => println!("Error: {}", e),
}
}

```

`TryInto`特征

`TryInto``TryFrom`的反向特征,它允许你将值转换成另一种类型。如果成功,它返回ok,失败则err

```rust
use std::convert::TryInto;

fn main() {
let x: i32 = -5;
let result: Result<MyStruct, _> = x.try_into(); // 使用 `try_into()` 进行转换
match result {
Ok(s) => println!("Converted: {:?}", s),
Err(e) => println!("Error: {}", e),
}
}

```

### as 关键字

`Rust`提供了`as`关键字来进行类型转换。`as`通常用于执行显式类型转换,例如从较大的数值类到较小的数值类型,或者将某个类型强制转换为另一个类型。`as`转换可能会丢失精度或产生错误,因此需要特别注意

```rust
fn main() {
let a: f64 = 10.5;
let b: i32 = a as i32; // 使用 `as` 关键字将 f64 转换为 i32
println!("{}", b); // 输出: 10
}

```

- 使用`as`转换时,如果转换的目标类型无法容纳源类型的所有值,可能会发生截断或溢出
- `as`也可以用于转换原始指针、引用、枚举等

## 点操作符

点操作符`.`是一个非常重要的操作符,主要用于 访问结构体、枚举、元组、对象、方法、字段等。它可以用来执行多种功能,如访问字段、调用方法、进行成员解构等。点操作符通常用于
获取一个对象或值的成员

### 点操作符的基本功能

- 访问结构体的字段:可以直接通过点操作符访问结构体的字段
- 调用对象的方法:点操作符用于调用实现了特定方法的类型(如结构题、枚举、trait对象等)的方法

```rust
struct Person {
name: String,
age: u32,
}
impl Person {
fn greet(&self) {
println!("Hello, {}", self.name);
}
}
fn main() {
let person = Person {
name: String::from("Alice"),
age: 30,
};

println!("Name: {}", person.name); // 使用点操作符访问字段
println!("Age: {}", person.age); // 使用点操作符访问字段
person.greet(); // 使用点操作符调用方法
}

```

### 点操作符与引用和所有权的关系

1. 引用与点操作符

Rust中,方法通常通过`&self``&mut self`来接受引用。点操作符在调用方法时会根据需要自动传递引用,尤其是当我们调用某个类型的方法时,Rust会自动解引用
`Box<T>`或其他智能指针类型,以便调用方法。

**自动解引用**

Rust自动为智能指针类型(如`Box<T>``Rc<T>`,`Arc<T>`)执行解引用操作,使得我们可以像直接使用值类型一样使用智能指针。点操作符会通过
解引用来调用方法,避免显式的解引用操作

```rust
use std::ops::Deref;

struct Person {
name: String,
}

impl Person {
fn greet(&self) {
println!("Hello, {}", self.name);
}
}

fn main() {
let person = Box::new(Person {
name: String::from("Alice"),
});

person.greet(); // 自动解引用 Box,调用 greet 方法
}

```

上述例子中,`person``Box<Person>`类型,点操作符会自动解引用`Box`,调用`greet`方法,等价于`(*person).greet()`

**所有权与点操作符**
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