我可以根据闭包指定迭代器的类型吗？

Question

我编写了一个函数来遍历二维网格中的相邻单元格：

pub fn neighbours(
    (width, height): (usize, usize),
    (x, y): (usize, usize),
) -> impl Iterator<Item = (usize, usize)> {
    [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]
        .iter()
        .map(move |(dx, dy)| (x as i64 + dx, y as i64 + dy))
        .filter(move |&(nx, ny)| 0 <= ny && ny < height as i64 && 0 <= nx && nx < width as i64)
        .map(|(nx, ny)| (nx as usize, ny as usize))
}

注意它返回一个impl Iterator<Item = (usize, usize)>。

如果我理解正确，返回 impl 会导致代码变慢，调用函数指针而不是将事情编译成简单的循环。对吧？

所以想指定一个更精确的类型，我把类型替换为()，看看编译器推断出什么类型，它会推断出什么

std::iter::Map<std::iter::Filter<std::iter::Map<std::slice::Iter<'l, (i64, i64)>, _>, _>, _>

_s 代表我不知道如何指定其类型的闭包。

我尝试将闭包提取到具有 Fn 特征的结构，但无法使其正常工作，而且 IIUC implementing Fn traits is an unstable feature and I shouldn't use it"

Answer 1

如果我理解正确，返回 impl 会导致代码变慢，调用函数指针而不是将事物编译成简单的循环。对吧？

不。返回 impl Iterator<Item = (usize, usize)> 在代码生成方面与返回 Map<Filter<Map<...>>> 完全相同。¹ 区别是双重的：

• 更改neighbours 的返回类型不需要更改其签名，因此impl Iterator 与其返回类型的更改前向兼容。
• impl Iterator 不会与其他不透明的 impl Iterator 类型统一，即使它们碰巧具有相同的底层类型。 （简单来说：编译器不允许您从不同的来源创建 Vec 或 impl Iterators，即使所有这些不透明类型都是相同的具体类型。）

这些差异都不会影响代码生成或编译器内联任何内容的能力，因此请继续使用impl Iterator。

在一种情况下，您仍必须使用间接调度 (dyn Iterator)：当函数 neighbours 本身是特征的一部分时，impl Trait 语法尚不可用（从 1.59 开始）。目前解决这个问题的最好方法是返回Box<dyn Iterator>。 （但是请注意，这并不意味着 每个 调用都会被动态调度；对 .next() 的调用将是，但“内部”的所有内容仍然使用易于优化的静态调度。）

相关问题

• What is the correct way to return an Iterator (or any other trait)?
• How do I return an instance of a trait from a method?
• https://stackoverflow.com/a/39490692/3650362（当方法是特征的一部分时）

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¹ 请注意，为了真正返回 Map<Filter<Map<...>>>，您仍然必须使用impl Trait 来表示闭包，因为它们具有匿名类型。