Rust如何从函数返回匿名闭包实现可递增计数器功能

Rust中每个闭包都是独有的匿名类型，无法直接作为函数返回值的显式类型标注，需要通过闭包实现的Fn系列trait来抽象返回类型。你的计数器闭包需要修改内部捕获的变量，对应FnMut trait，有两种常用实现方式：

方案1：静态分发（推荐，零性能开销） #

使用Rust 1.26版本后支持的返回位置impl Trait语法，静态分发没有堆分配开销，是优先选择的方案：

fn main() {
    println!("Hello, Rust!");

    // 闭包需要修改内部状态，必须声明为mut
    let mut fn_closure = get_counter();

    println!("closure returns: {}", fn_closure()); 
    println!("closure returns: {}", fn_closure()); 
    println!("closure returns: {}", fn_closure()); 

    // 输出：1, 2, 3 符合预期
}

fn get_counter() -> impl FnMut() -> i32 {
    let mut _i = 0;
    // move关键字将_i的所有权转移到闭包内，避免函数返回后变量被回收导致悬垂引用
    move || -> i32 {
        _i += 1;
        _i
    }
}

关键说明： #

• 返回类型impl FnMut() -> i32表示返回一个实现了无参数、返回i32的FnMut trait的类型，不需要写出闭包的具体匿名类型
• move关键字是必须的：函数栈上的_i会在get_counter返回后被回收，必须将它的所有权转移到闭包中，才能保证闭包调用时访问的变量有效
• 接收闭包的变量必须声明为mut：因为调用FnMut类型的闭包会修改闭包内部的捕获变量，需要可变权限

方案2：动态分发（适合需要多态的场景） #

如果需要把闭包存入集合、或者同一函数可能返回不同实现的闭包，可以用装箱的动态分发方案：

fn get_counter() -> Box<dyn FnMut() -> i32> {
    let mut _i = 0;
    Box::new(move || -> i32 {
        _i += 1;
        _i
    })
}

调用方式和方案1完全一致，仅会产生极少量的动态分发开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexandra Danith Ansley