无法计算出从捕获成员变量的方法返回的闭包答案

【问题标题】：Could not work out a closure returned from a method capturing a member variable无法计算出从捕获成员变量的方法返回的闭包
【发布时间】：2019-12-12 07:09:32
【问题描述】：

我正在尝试为一个结构实现一个方法，该结构返回一个闭包move-捕获其成员之一。理由是该成员是Copy，因此闭包可以复制它并且不应该与结构生命周期相关联。但是，它不会编译。

我希望 Rust 不会坚持 copy 引用 &self ，并通过保持对结构的引用将闭包生命周期与结构生命周期联系起来。当它没有编译时，我预计错误消息中会出现这种情况，但是 - 有点令人惊讶 - 我不确定这是确切的问题。
限制闭包的匿名生命周期是函数生命周期，它是 &self 的生命周期，而不是 self 的生命周期。当我move 时，我真的不明白这是什么问题。

其实我有两个问题：
首先，为什么函数生命周期会限制我的闭包？（可能是对我这边的错误消息的误解，我很乐意指出）。
第二，如何强制结构成员的move 而不将其复制到temp 变量（就在返回闭包之前）并使用temp 在闭包内部（有效，但在我看来不优雅)。

这是我的代码的简化版本：

struct Struct {
    member: usize
}

impl Struct {
    fn func(&self) -> Box<dyn Fn(usize)->usize> {
        Box::new(move |argument: usize| {
            self.member + argument
        })
    }
}

fn main() {
    let s = Struct { member: 4 };
    println!("{}", s.func()(5));
}

这在编译时给出：

error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime due to conflicting requirements
 --> src\main.rs:7:18
  |
7 |           Box::new(move |argument: usize| {
  |  __________________^
8 | |             self.member + argument
9 | |         })
  | |_________^
  |
note: first, the lifetime cannot outlive the anonymous lifetime #1 defined on the method body at 6:5...
 --> src\main.rs:6:5
  |
6 | /     fn func(&self) -> Box<dyn Fn(usize)->usize> {
7 | |         Box::new(move |argument: usize| {
8 | |             self.member + argument
9 | |         })
10| |     }
  | |_____^
  = note: ...so that the types are compatible:
          expected &Struct
             found &Struct
  = note: but, the lifetime must be valid for the static lifetime...
  = note: ...so that the expression is assignable:
          expected std::boxed::Box<(dyn std::ops::Fn(usize) -> usize + 'static)>
             found std::boxed::Box<dyn std::ops::Fn(usize) -> usize>

error: aborting due to previous error

【问题讨论】：

请注意，在闭包中使用self.member将使用调用闭包时member的值，而使用临时变量将使用调用@987654335时的成员值@。这是一个很大的语义差异，编译器不允许更改它，只是为了避免添加一行代码来创建临时代码。
@mcarton 想一想：据我所知，Rust 所有权规则禁止对不可变引用的数据进行突变。这不能阻止两者之间的语义差异吗？无论如何，我明白了。但是我没有办法向move会员本身发出信号吗？

标签： rust closures move-semantics lifetime borrowing

【解决方案1】：

第一，为什么函数闭包会限制我的闭包？

在方法内部，self 实际上是一个引用，因为它在方法签名中被声明为&self。在 move 闭包中使用引用将移动引用，但不会移动基础值。

您看到的直接错误是因为从该方法返回的Box 包含对结构的引用，但可能比结构寿命更长。如果允许，闭包可以访问一个悬空指针，这是 Rust 所禁止的。

第二，如何强制移动结构成员而不将其复制到临时变量

为了避免在闭包中引用self，这是你必须做的。复制（或克隆）一个结构成员，您不能移动它 - 否则该结构将不完整。这在 Rust 中是一件完全正常的事情。例如：

impl Struct {
    fn func(&self) -> Box<dyn Fn(usize) -> usize> {
        let temp = self.member;
        Box::new(move |argument| {
            temp + argument
        })
    }
}

如果您在调用func 后不再需要该结构，那么您可以按值取self：

impl Struct {
    fn func(self) -> Box<dyn Fn(usize) -> usize> {
        Box::new(move |argument| {
            self.member + argument
        })
    }
}

这是可行的，因为self 已移入闭包中。但是，它不再可以在其他任何地方使用。

【讨论】：