存储引用其他闭包的闭包

Question

我正在尝试创建一个回调系统，其中任何回调都可以包含在另一个回调中，以在调用它之前或之后修改它的行为。此代码有效：

type Closure = Box<Fn(&i32) -> i32>;

fn foo() {
    let add_closure = |closure: Closure| {
        let bar: Closure = Box::new(move |x| {
            println!("{}", x);
            closure(x)
        });
    };

    add_closure(Box::new(|&x| x + 2));
}

fn main() {
    foo()
}

但只要我在闭包中添加生命周期边界，它就不会：

type Closure<'a> = Box<Fn(&'a i32) -> i32>;

fn foo<'a>() {
    let add_closure = |closure: Closure<'a>| {
        let bar: Closure<'a> = Box::new(move |x| {
            println!("{}", x);
            closure(x)
        });
    };

    add_closure(Box::new(|&x| x + 2));
}

fn main() {
    foo()
}

我收到此错误：

./vec_closure.rs:5:32: 8:11 error: the type `[closure@./vec_closure.rs:5:41: 8:10 closure:Box<core::ops::Fn(&'a i32) -> i32 + 'static>]` does not fulfill the required lifetime [E0477]
./vec_closure.rs:5         let bar: Closure<'a> = Box::new(move |x| {
./vec_closure.rs:6             println!("{}", x);
./vec_closure.rs:7             closure(x)
./vec_closure.rs:8         });
note: type must outlive the static lifetime
error: aborting due to previous error

似乎添加生命周期限制会导致 Box 变为 'static，但我不明白为什么会这样或如何避免它。

Answer 1

首先，你需要知道Box<T>里面有一个隐含的生命周期；如果你把它拼出来，那就是Box<T + 'static>。这样做的原因是 Box 可以随心所欲地存在，所以你存储在它里面的东西也需要和你一样长可能想要。只有具有'static 生命周期的类型才有资格。换句话说，这可以防止您对仅暂时有效的内容进行装箱（例如 &'a T 仅对 'a 有效）。

所以Box<Fn(&'a i32) -> i32> 实际上是Box<(Fn(&'a i32) -> i32) + 'static>。但是，这是一个问题，因为'a。您可能相信这是在说“闭包需要一些生命周期的指针”，但事实并非如此。这是说闭包作为一个整体在某个生命周期内被参数化，因此，仅在该生命周期有效。

换句话说，不是说“这种类型是一个带有指针的闭包（对'a有效）”，而是说“这种类型（对'a有效）是一个带有指针的闭包（也适用于'a）”。

这与隐含的'static 不兼容，后者是Box<T> 类型的一部分，因此它不起作用。

您实际上想要的是使闭包在任何旧生命周期都有效，而这只是它的参数受到限制。您可以使用Higher-Rank Trait Bounds 来执行此操作，如下所示：

type Closure = Box<for<'a> Fn(&'a i32) -> i32>;

现在，不是选择Closure 类型有效的特定生命周期，而是说类型本身 始终有效，但参数的类型受某些限制任意生命周期。

此时，您可以将Closure<'a> 替换为Closure，就可以了。

type Closure = Box<for<'a> Fn(&'a i32) -> i32>;

fn foo<'a>() {
    let add_closure = |closure: Closure| {
        let bar: Closure = Box::new(move |x| {
            println!("{}", x);
            closure(x)
        });
    };

    add_closure(Box::new(|&x| x + 2));
}

fn main() {
    foo()
}