クロージャトレイト

クロージャまたはラムダ式の型には名前を付けられません。しかし、これらは特別な Fn、 FnMut、および FnOnce トレイトを実装しています。

特別な型 fn(..) -> T は関数ポインタを表します。これは、関数のアドレス、または何もキャプチャしないクロージャのいずれかです。

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fn apply_and_log(
    func: impl FnOnce(&'static str) -> String,
    func_name: &'static str,
    input: &'static str,
) {
    println!("Calling {func_name}({input}): {}", func(input))
}

fn main() {
    let suffix = "-itis";
    let add_suffix = |x| format!("{x}{suffix}");
    apply_and_log(&add_suffix, "add_suffix", "senior");
    apply_and_log(&add_suffix, "add_suffix", "appendix");

    let mut v = Vec::new();
    let mut accumulate = |x| {
        v.push(x);
        v.join("/")
    };
    apply_and_log(&mut accumulate, "accumulate", "red");
    apply_and_log(&mut accumulate, "accumulate", "green");
    apply_and_log(&mut accumulate, "accumulate", "blue");

    let take_and_reverse = |prefix| {
        let mut acc = String::from(prefix);
        acc.push_str(&v.into_iter().rev().collect::<Vec<_>>().join("/"));
        acc
    };
    apply_and_log(take_and_reverse, "take_and_reverse", "reversed: ");
}

Fn（例: add_suffix）は、キャプチャした値を消費も変更もしません。クロージャへの共有参照だけで呼び出せるため、このクロージャは繰り返し実行でき、同時に実行することさえできます。

FnMut（例: accumulate）は、キャプチャした値を変更する可能性があります。クロージャオブジェクトには排他的参照を通してアクセスするため、繰り返し呼び出せますが、同時には呼び出せません。

FnOnce（例: take_and_reverse）を持っている場合、それを呼び出せるのは 1 回だけです。そうすると、クロージャと、move によってキャプチャされたあらゆる値が消費されます。

FnMut は FnOnce のサブタイプです。Fn は FnMut と FnOnce のサブタイプです。つまり、FnOnce が要求される場所であればどこでも FnMut を使え、FnMut または FnOnce が要求される場所であればどこでも Fn を使えます。

クロージャを受け取る関数を定義する際は、可能であれば FnOnce（つまり 1 回呼び出す場合）を受け取り、そうでなければ FnMut、最後に Fn を受け取るようにすべきです。これにより、呼び出し側に最大の柔軟性を与えられます。

これに対して、手元にあるクロージャについて最も柔軟なのは Fn （3 種類のクロージャトレイトのいずれを受け取る側にも渡せます）で、次が FnMut、最後が FnOnce です。

コンパイラは、クロージャが何をキャプチャするかに応じて、Copy （例: add_suffix）や Clone（例: take_and_reverse）も推論します。関数ポインタ（fn 項目への参照）は Copy と Fn を実装します。

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