在 HashMap 中使用引用 arg 存储未装箱的闭包

Question

我正在尝试将闭包存储为 HashMap 值。如果我按值传递闭包 arg，一切正常：

use std::collections::hash_map::HashMap;

fn main() {
    let mut cmds: HashMap<String, Box<FnMut(String)->()>>
        = HashMap::new();

    cmds.insert("ping".to_string(), Box::new(|&mut:s| { println!("{}", s); }));

    match cmds.get_mut("ping") {
        Some(f) => f("pong".to_string()),
        _ => ()
    }
}

(playpen)

但如果我想要一个带有引用 arg 的闭包，事情就往南了：

use std::collections::hash_map::HashMap;

fn main() {
    let mut cmds: HashMap<String, Box<FnMut(&str)->()>>
        = HashMap::new();

    cmds.insert("ping".to_string(), Box::new(|&mut:s| { println!("{}", s); }));

    match cmds.get_mut("ping") {
        Some(f) => f("pong"),
        _ => ()
    }
}


<anon>:8:37: 8:78 error: type mismatch: the type `closure[<anon>:8:46: 8:77]` implements the trait `core::ops::FnMut(_)`, but the trait `for<'r> core::ops::FnMut(&'r str)` is required (expected concrete lifetime, found bound lifetime parameter )
<anon>:8     cmds.insert("ping".to_string(), Box::new(|&mut:s| { println!("{}", s); }));
                                             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
<anon>:8:37: 8:78 note: required for the cast to the object type `for<'r> core::ops::FnMut(&'r str)`
<anon>:8     cmds.insert("ping".to_string(), Box::new(|&mut:s| { println!("{}", s); }));
                                             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
error: aborting due to previous error

(playpen)

我阅读了How to rewrite code to new unboxed closures 的答案，并尝试将地图构建分解为自己的功能，以便有一个地方挂where 子句，但没有骰子：

use std::collections::hash_map::HashMap;

fn mk_map<F>() -> HashMap<String, (String, Box<F>)>
    where F: for<'a> FnMut(&'a str) -> ()
{
    let mut cmds: HashMap<String, (String, Box<F>)> = HashMap::new();
    cmds.insert("ping".to_string(), ("ping".to_string(), Box::new(|&mut:s| { println!("{}", s); })));
    cmds
}   

fn main() {
    let cmds = mk_map();
    match cmds.get_mut("ping") {
        Some(&mut (_, ref mut f)) => f("pong"),
        _ => println!("invalid command")
    }
}


<anon>:8:58: 8:99 error: mismatched types: expected `Box<F>`, found `Box<closure[<anon>:8:67: 8:98]>` (expected type parameter, found closure)
<anon>:8     cmds.insert("ping".to_string(), ("ping".to_string(), Box::new(|&mut:s| { println!("{}", s); })));
                                                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

(playpen)

这样做的正确方法是什么？

Answer 1

我的解决方案：

#![allow(unstable)]
use std::collections::hash_map::HashMap;

// #1 returning a trait object   
fn mk_map<'a>() -> HashMap<String, (String, Box<FnMut(&str) + 'a>)> {
    let mut cmds : HashMap<_, (_, Box<FnMut(&str)>)> = HashMap::new();

    cmds.insert("ping".to_string(), ("ping".to_string(), 
        Box::new(|&mut: s: &str| { println!("{}", s); })));
    // #2                  ^-- give a little help to the compiler here
    cmds
}   

fn main() {
    let mut cmds = mk_map();
    // minor change: cmds needs to be mutable
    match cmds.get_mut("ping") {
        Some(&mut (_, ref mut f)) => f("pong"),
        _ => println!("invalid command")
    }
}

成分：

1. 返回一个特征对象
2. 给编译器一些关于闭包参数类型的帮助：Box::new(|&mut: s: &str|

老实说，我不是 100% 确定 #2 的原因（我的意思是，至少不考虑它应该会给出更容易理解的错误信息）。可能是 rustc 的问题。

在 #1 上，我几乎可以肯定它是必需的，因为您无法为从函数返回的闭包命名具体的返回类型（它是编译器动态创建的匿名类型），所以现在 Trait 对象应该是返回闭包的唯一方法。

附录 回复评论：

假设您有一个由几种类型实现的trait Foo {}：

trait Foo {}
impl Foo for u32 {}
impl Foo for Vec<f32> {}

如果您像使用 mk_map（我们称之为 make_foo）那样编写函数，我评论说实现它会很困难。让我们看看：

fn mk_foo<F>() -> Box<F> where F: Foo {
    unimplemented!()
}

mk_foo 的签名表明我应该能够使用任何实现 Foo 的类型调用该函数。所以这应该都是有效的：

   let a: Box<Vec<f32>> = mk_foo::<Vec<f32>>();
   let b: Box<u32> = mk_foo::<u32>();

即正如所写的那样，该函数没有返回特征对象。有希望返回一个具有调用者选择的任何具体类型的 Box。这就是为什么实际实现该功能并不容易。它应该知道如何从无到有创建多种类型。