我应该按值还是按引用传递函数对象？

Question

似乎有两种方法可以将函数作为参数传递，而不进行动态分配：

1. &impl Fn(TIn) -> TOut // By reference
2. impl Fn(TIn) -> TOut // By value

假设函数是纯函数（即可以多次调用），我最初的想法是最好的方法是通过引用传递。这意味着一个函数对象可以多次使用（因为所有权不会转移），在更常见的情况下，它只是一个匿名闭包，应该优化引用的间接引用，因为编译器完全知道函数本身（因此可以内联）。

但是，例如，我注意到Option::map通过值传递了它的闭包，这让我觉得也许我做错了什么。

我应该按值还是按引用传递函数对象？如果两种方法都没有明确的答案，我应该考虑哪些因素？

Answer 1

TL; DR：您应该使用F: Fn() -> ()或impl Fn() -> ()作为参数。

Fn

@Bubletan提到in their answer，关键是如果Fn实现&F，则F是Fn的{​​{3}}：

impl<'_, A, F> Fn<A> for &'_ F
where
    F: Fn<A> + ?Sized,

结果是：

• foo(f: impl Fn() -> ())可以与foo(callable)或foo(&callable)一起称为 。
• foo(f: &impl Fn() -> ()) 强制呼叫者使用foo(&callable)并禁止foo(callable)。

通常，最好在被呼叫者有缺点时将选择权留给呼叫者，因此应首选第一种形式。

FnMut

FnMut适用相同的逻辑，如果&mut F实现F，则FnMut的{​​{3}}也适用：

impl<'_, A, F> FnMut<A> for &'_ mut F
where
    F: FnMut<A> + ?Sized, 

因此，还应在参数中按值传递值，从而使调用者可以选择使用foo(callable)还是foo(&mut callable)。

FnOnce

存在与FnOnce保持一致的论点，该论点只能通过值来传递，这再次指向按值接受Fn*族论点的方向。

Answer 2

Option::map按值结束的原因是它具有following signature：

pub fn map<U, F: FnOnce(T) -> U>(self, f: F) -> Option<U>

因此，这意味着需要按值对其进行处理，因为FnOnce的定义是following：

pub trait FnOnce<Args> {
    type Output;
    extern "rust-call" fn call_once(self, args: Args) -> Self::Output;
}

此外，由于Fn和FnMut: FnOnce，因此Fn: FnMut的派生最少。
因此，我们可以据此推断：

• FnOnce试图使其参数的限制最小化
• Option::map的限制最少
• FnOnce需要按值获取FnOnce
• 因此，self取值Option::map，否则it'd be useless。

Answer 3

Fn特征的文档指出，如果某些类型F实现Fn，则＆F也实现Fn。

在Copy特质的文档中，提到该特质是为函数指针和闭包自动实现的（当然取决于它们捕获的内容）。也就是说，它们在作为参数传递给函数时被复制。

因此，您应该选择第二个选项。

一个例子：

fn foo(f: impl Fn(i32) -> i32) -> i32 { f(42) }

fn bar() {
    let f = |x| -> 2 * x;
    foo(f);
    foo(f); // f is copied and can thus be used
}