Rust中的Fn、FnOnce、FnMut闭包详解

闭包会自动实现Fn、FnOnce、FnMut这三个trait中的任意一个，这取决于闭包在调用过程中对捕获变量的使用；

Fn 闭包

如果闭包捕获了外部环境中的变量，并且在闭包内部仅对这些变量进行不可变访问，则闭包会自动实现Fntrait；

实现了Fntrait的闭包能被多次调用；

fn main() {
    let str = "hello".to_string();

    let closure = || {
        println!("{}",str);
    };

    call_closure(closure);
    call_closure(closure);
    call_closure(closure);
    call_closure(closure);
    println!("{}",str);

}

fn call_closure(f: impl Fn()){f();}

这段代码中，闭包内部只对捕获到的变量str进行了不可变访问，所以它将自动实现Fntrait；

根据借用规则，允许存在多个str的不可变引用，所以这个闭包能被多次调用；

FnOnce 闭包

如果闭包捕获了外部环境中的变量，并且在闭包内部对其中至少一个变量进行了所有权转移，则闭包会自动实现FnOncetrait；

实现了FnOncetrait的闭包只允许被调用一次；

fn main() {
    let str = "hello".to_string();

    let closure = move || {
        let str2 = str;
        println!("{}",str2);
    };

    call_closure(closure);
    //call_closure(closure); //只允许调用一次
    //println!("{}",str); //所有权被转移，无法再访问
    
}

fn call_closure(f: impl FnOnce()){f();}

这段代码中，闭包内部将捕获变量str的所有权转移到了str2；move关键字表示闭包会获取捕获变量的所有权，而不仅仅只是引用他们；

由于该闭包发生了捕获变量的所有权转移，所以它会自动实现FnOncetrait；

由于str的所有权被转移，str将被标记为不可使用，这也是FnOnce闭包只能被调用一次的原因；

FnMut 闭包

如果闭包捕获了外部环境中的变量，并且在闭包内部对其中至少一个变量进行了可变访问，则闭包会自动实现FnMuttrait；

实现了FnMuttrait的闭包允许被多次调用；

fn main() {
    let mut str = "hello".to_string();

    let mut closure = || {
        str.push_str(" world");
        println!("{}",str);
    };

    //println!("{}",str); //不可访问

    call_closure(&mut closure);
    call_closure(&mut closure);
    call_closure(&mut closure);
    
    println!("{}",str); //可以访问

}

fn call_closure(f: &mut impl FnMut()){f();}

这段代码中，闭包内部发生了对捕获变量str的可变访问，该闭包将自动实现FnMuttrait；

第9行代码中，str不可变引用与闭包中捕获变量str的可变引用作用域重叠，违反借用规则；

第15行代码中，str不可变引用与闭包中捕获变量str的可变引用作用域没有重叠，没有违反借用规则；