Rust（22）：高阶函数和发散函数

今天学习的内容是 Rust 中的高阶函数和发散函数。

高阶函数

高阶函数属于函数式编程中的一个非常重要的概念。

在数学和计算机科学中，高级函数是至少满足下列一个条件之一的函数：

• 接受一个或者多个函数作为输入
• 输出一个函数

说白了就是一个函数的参数是函数，或者返回值是函数，它就是高阶函数。

在数学中它们也叫算子（运算符）或泛函。

Rust 具备函数式编程的特性，其表现之一就是有高阶函数。这一点和 JS 非常像。

将函数作为参数传递

定义了一个计算方法，传入运算方法和参数，进行运算。又定义了一个加法函数和一个减法函数。

// type 是类型别名，方便复用类型
type Method = fn(u32, u32) -> u32;
fn calc(method: Method, a: u32, b: u32) -> u32 {
    method(a, b)
}
​
fn add(a: u32, b: u32) -> u32 {
    a + b
}
​
fn sub(a: u32, b: u32) -> u32 {
    a - b
}
​
fn main() {
    println!("{}", calc(add, 10, 20));
    println!("{}", calc(sub, 20, 10));
}

返回一个函数

type Method = fn(u32, u32) -> u32;
fn calc(method: &str) -> Method {
    match method {
        "add" => add,
        "sub" => sub,
        _ => unimplemented!()
    }
}
​
fn add(a: u32, b: u32) -> u32 {
    a + b
}
​
fn sub(a: u32, b: u32) -> u32 {
    a - b
}
​
fn main() {
    println!("{}", calc("add")(10, 20));
    println!("{}", calc("sub")(20, 10));
}

发散函数

发散函数永远不会被返回，其返回值被标记为 !，这是一个空类型：

fn foo() ->!{
    panic!("这个函数调用永远没有返回");
}

panic! 宏会终止程序的执行，所以该函数没有返回。

发散函数和空返回值函数不同，后者可以被返回：

fn bar() {
    ()
}
​
fn main() {
    let a:() = bar();
    println!("在此可以看到函数 bar 的返回 ");
}

发散函数最大的用处就是用来通过 Rust 的类型检查。比如前面介绍 if 表达式时说过，如果存在多个条件分支，那么每个分支返回值的类型都要保持一致。可以使用发散函数调用的结果作为分支的返回，可以通过 Rust 的类型检查而不报错：

fn foo() ->!{
    panic!("这个函数调用永远没有返回");
}
​
fn main() {
    let a = if true {
        10
    } else {
        foo()
    }
    println!("{}", a);
}

发散函数基本上是用不到的，如果用到了，可以重新审视下代码，应该有更好的写法。

小结

高级函数是函数式编程的重要概念，可以尝试在 Rust 中使用函数式编程去完成功能开发。后面学到 Rust 的面向对象思想的应用，到时候可以将两种编程范式进行一个比较。