在闭包中调用堆上的函数参数

Question

我正在使用 Rust 0.8 版本。

为什么我可以这样做：

fn add(num: ~int) -> ~fn(int) -> int { |x|
    *num + x
}

但不包括这个：

fn outer(num: ~int) -> ~fn(int) -> int { |x|
    *inner(num) + x
}

fn inner(num: ~int) -> ~int {
    num
}

第二个错误提示为：“error: cannot move out of captured outer variable in a heap closure”。调用函数有何特殊之处？

问题在于内部函数可能会对包装后的函数进行脏操作，而静态分析无法捕捉到。

- nnythm

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不是一个合适的答案，所以我会将它作为评论添加进去：https://github.com/mozilla/rust/wiki/Doc-under-construction-FAQ - Ercan Erden

Answer 1

问题在于闭包可能被调用两次。在第一次运行时，捕获的变量num被移动到inner中，也就是说，它被移出了闭包的环境。然后，在第二次调用时，num原来所在的位置现在已经无效（因为它已经被移出去了），导致内存安全性受到破坏。

更详细地说，可以将闭包视为（近似）

struct Closure { // stores all the captured variables
    num: ~int
}

impl Closure {
    fn call(&self, x: int) -> int { 
        // valid:
        *self.num + x

        // invalid:
        // *inner(self.num) + x
    }
}

希望这能让问题更加清晰：在无效的代码中，一个人试图将self.num从借用指针后面移出到inner调用中（之后它完全与num字段断开连接）。如果这是可能的，那么self将处于无效状态，因为例如，在self.num上的析构函数可能已被调用，释放内存（违反内存安全性）。

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其中一种解决方法是“一次性函数”，它们已经实现，但被隐藏在编译器标志后面，因为它们可能会被删除，以支持（最基本的）调整上述call类型为fn call(self, x: int)，即调用闭包移动self，这意味着您可以移出环境（因为call现在拥有self及其字段），并且也意味着该函数静态保证仅被调用一次*。

*如果闭包的环境不移动所有权，则不完全正确，例如如果它是struct Env { x: int }。

- huon

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似乎只要我将函数放入的闭包具有相同的生命周期，就不必关心函数的使用方式。为什么我不能添加生命周期参数使其正常工作？除非它是可变的且不是幂等的，否则多次调用函数并没有任何固有的危险。此外，为什么将函数移动到内部会将其移出闭包的环境？既然我知道闭包何时被释放，那么它应该保留在相同的环境中才对。 - nnythm

问题不在于闭包，而在于 num。num 的捕获被移动了，而 ~ 指针将在第一次调用后被释放（因为它被移动到 inner 中，所以闭包的环境失去了对 num 的控制和所有权，即它不能“选择”何时丢弃 num）。这意味着第二个（以及第三个、第四个……）将尝试使用已经释放的内存来处理 num。 - huon