Rust 标准库闭包参数：运行时还是编译时？答案

【问题标题】：Rust standard library closure parameters: run time or compile time?Rust 标准库闭包参数：运行时还是编译时？
【发布时间】：2014-06-14 22:16:26
【问题描述】：

我正在浏览Rust 标准库。当闭包作为参数传递给函数时，它是在运行时传递的，这让我感到很震惊。例如来自Iterator trait：

fn filter<'r>(self, predicate: 'r |&A| -> bool) -> Filter<'r, A, Self>

这里的'predicate' 不是一个通用参数，而是一个普通的运行时参数。但这是否意味着编译器不能内联对“谓词”的调用？这是一个深思熟虑的设计选择 [例如避免代码膨胀] 还是 Rust 语言没有提供在编译时传递闭包的方法？

【问题讨论】：

标签： parameters closures inline std rust

【解决方案1】：

你说得对，闭包目前实际上是 trait 对象，也就是说，它们存储了一个指向其实际代码的函数指针（类似于 C++ 中的std::function）。

这被认为是不够的，并不是最终的设计，实际上目前正在"unboxed closures" 上进行工作，通过制作像 C++11 一样的 Rust 闭包来解决这个问题，其中每个闭包都有一个实现的唯一类型使其可调用的适当方法。（当前的 Rust 提案包含 3 个特性以实现完全的灵活性（Fn、FnMut 和 FnOnce），有关更多详细信息，请参阅上面的 RFC 链接。

在那之后，filter 可能看起来像

fn filter<'r, F: FnMut<(&A,), bool)>(self, predicate: F) -> Filter<A, Self, F>

(可能有糖，所以绑定可以写F: |&A| -> bool，甚至more sugar，这样就可以直接写predicate: impl |&A| -> bool之类的东西，而无需额外的类型参数（尽管这不适用于@具体是987654331@，因为它需要将类型参数传递给返回类型）。）

在这种方案下，仍然可以通过与 trait 对象工作完全相同的机制来拥有擦除的函数类型（例如，停止代码膨胀，或在某些数据结构中存储许多不同的闭包），编写类似的东西predicate: &mut FnMut<(&A,), bool>，但这些不会在迭代器适配器中使用。

此外，LLVM 现在可能内联动态闭包，但它绝对不像静态分派的未装箱闭包那样容易或有保证，例如

fn main() {
    for _ in range(0, 100).filter(|&x| x % 3 == 0) {
        std::io::println("tick") // stop the loop being optimised away
    }
}

编译为以下优化的 LLVM IR（通过 rustc --emit=ir -O）：

; Function Attrs: uwtable
define internal void @_ZN4main20h9f09eab975334327eaa4v0.0E() unnamed_addr #0 {
entry-block:
  %0 = alloca %str_slice, align 8
  %1 = getelementptr inbounds %str_slice* %0, i64 0, i32 0
  %2 = getelementptr inbounds %str_slice* %0, i64 0, i32 1
  br label %match_else.i

match_else.i:                                     ; preds = %loop_body.i.backedge, %entry-block
  %.sroa.012.0.load1624 = phi i64 [ 0, %entry-block ], [ %3, %loop_body.i.backedge ]
  %3 = add i64 %.sroa.012.0.load1624, 1
  %4 = srem i64 %.sroa.012.0.load1624, 3
  %5 = icmp eq i64 %4, 0
  br i1 %5, label %match_else, label %loop_body.i.backedge

match_else:                                       ; preds = %match_else.i
  store i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @str1233, i64 0, i64 0), i8** %1, align 8
  store i64 4, i64* %2, align 8
  call void @_ZN2io5stdio7println20h44016c4e880db7991uk11v0.11.0.preE(%str_slice* noalias nocapture nonnull %0)
  br label %loop_body.i.backedge

loop_body.i.backedge:                             ; preds = %match_else, %match_else.i
  %exitcond = icmp eq i64 %3, 100
  br i1 %exitcond, label %join4, label %match_else.i

join4:                                            ; preds = %loop_body.i.backedge
  ret void
}

特别是过滤器调用是完全内联的：都在match_else.i:块中，你可以看到%4 = srem i64 ..., 3调用是% 3那段代码，icmp eq i64 %4, 0是== 0位.

【讨论】：

很好的答案！谢谢。
我只想当 dbaupp 一天 :)