rust - 将函数指针添加到结构的生命周期问题

Question

我正在尝试向结构添加函数指针，但不知道该怎么做。这是一个简单的例子:

struct Ure<'a> {
    num: u64,
    func: Option<&'a Fn(u64) -> u64>,
}

impl<'a> Ure<'a> {
    fn g42_ure(n: u64) -> Ure<'a> {
        Ure {
          num: n,
          func: Some(&Ure::g42),
        }
    }

    fn g42(u: u64) -> u64 {
        if u > 42 { u } else { 42 }
    }
}

这会导致以下错误:

error: borrowed value does not live long enough
  --> <anon>:10:23
   |
10 |           func: Some(&Ure::g42),
   |                       ^^^^^^^^ does not live long enough
11 |         }
12 |     }
   |     - temporary value only lives until here
   |
note: borrowed value must be valid for the lifetime 'a as defined on the body at 7:34...
  --> <anon>:7:35
   |
7  |       fn g42_ure(n: u64) -> Ure<'a> {
   |  ___________________________________^ starting here...
8  | |         Ure {
9  | |           num: n,
10 | |           func: Some(&Ure::g42),
11 | |         }
12 | |     }
   | |_____^ ...ending here

有没有办法在这个例子中获得对函数 g42 的引用，使其存活足够长的时间，而无需将其作为参数传递给 g42_ure？ g42 的定义位置对我来说并不重要(无论是在 impl Ure、g42_ure() 还是两者都不在)，而是来自一个OOP 背景在 impl Ure 中看起来更整洁。

我刚刚开始学习 Rust(并且非常喜欢它)，所以任何帮助将不胜感激，谢谢。

Answer 1

Fn(u64) -> u64 类型不是函数指针，而是特征(-object)。 Rust 中的函数指针写成 fn(u64) -> u64，带有一个小写 f!另请注意，fn(u64) -> u64 是已经函数指针，无需再说&fn(u64) -> u64!

因此，使其工作的一种方法是使用函数指针 (Playground):

struct Ure {
    num: u64,
    func: Option<fn(u64) -> u64>,
    //           ^^^^^^^^^^^^^^
}

impl Ure {
    fn g42_ure(n: u64) -> Ure {
        Ure {
            num: n,
            func: Some(Ure::g42),
            //         ^^^^^^^^
        }
    }
    // ...
}

不过，函数指针有局限性。具体来说，他们不能拥有像闭包那样的环境。这就是 Fn 特性(连同它的兄弟 FnMut 和 FnOnce)对一般可调用事物(包括函数指针和闭包)的抽象).

问题是您不能轻易使用特征对象。可能最简单的方法是使用 Box 在堆上存储和拥有一个特征对象。它看起来像这样(Playground):

struct Ure {
    num: u64,
    func: Option<Box<Fn(u64) -> u64>>,
    //           ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
}

impl Ure {
    fn g42_ure(n: u64) -> Ure {
        Ure {
            num: n,
            func: Some(Box::new(Ure::g42)),
            //         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
        }
    }   
    // ...
}