闭包与迭代器

讲解

闭包（closure）是可以捕获周围环境的匿名函数，写法是竖线包参数：|x| x + 1。类型标注大多可省（编译器从用法推断）；捕获环境分三种强度：只读借用（默认，够用就好）、可变借用（闭包里改外部变量，要求闭包声明 mut）、拿走所有权（move 关键字，多线程场景必须，第 24 章见）。闭包实现了 Fn/FnMut/FnOnce 三个 trait 中的一种或多种，这决定了它能不能被多次调用、能不能改环境——细节先了解，用到时编译器会提示。

迭代器（iterator）是 Rust 处理序列的统一抽象，核心方法就一个：next() 返回 Option（None 表示结束）。但真正日常用的是两类组合方法：适配器（adapter）——map、filter、enumerate、take、rev，消费一个迭代器产出新迭代器，惰性执行、不耗性能；消费者（consumer）——collect、sum、count、for_each、fold，真正驱动迭代跑起来并产出结果。

「惰性」是关键提醒：v.iter().map(|x| x * 2) 本身什么都不做，没有消费者收尾这行代码等于没写（编译器会发警告）。性能上尽管放心：迭代器链经编译器优化后与手写循环等价（零成本抽象），所以放心写声明式的链式代码，不必为性能退回下标循环。

示例

闭包的三种捕获：

fn main() {
    // 只读借用环境
    let factor = 3;
    let multiply = |x: i32| x * factor;
    assert_eq!(multiply(4), 12);
    println!("factor 仍可用：{factor}");

    // 可变借用：闭包自己也要 mut
    let mut total = 0;
    let mut accumulate = |x: i32| {
        total += x;
        total
    };
    assert_eq!(accumulate(5), 5);
    assert_eq!(accumulate(5), 10);

    // move：拿走所有权（线程场景必需）
    let owned = String::from("我的数据");
    let show = move || println!("闭包拿到了：{owned}");
    show();
    // owned 已被移动，这里不能再用
}

迭代器链：适配器 + 消费者：

fn main() {
    let nums = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];

    // 偶数的平方求和：一条链读完
    let sum: i32 = nums
        .iter()
        .filter(|n| *n % 2 == 0)
        .map(|n| n * n)
        .sum();
    assert_eq!(sum, 220);

    // collect 把迭代器收成 Vec
    let labels: Vec<String> = nums
        .iter()
        .take(3)
        .enumerate()
        .map(|(i, n)| format!("第{}项:{n}", i + 1))
        .collect();
    assert_eq!(labels, vec!["第1项:1", "第2项:2", "第3项:3"]);

    // find / any / all 这类短路消费者也好用
    assert!(nums.iter().any(|n| *n > 9));
    assert!(nums.iter().all(|n| *n > 0));
    println!("迭代器链全部验证通过");
}

常见坑

• map 之后没有消费者：v.iter().map(...) 单独一行不执行任何操作，编译器会警告 must be used；收尾用 collect/sum/for_each。
• 闭包里修改环境忘了 mut：闭包变量本身要 let mut，且捕获期与外部的其他借用不能冲突——和普通借用规则一致。
• move 之后还想用原值：move 闭包拿走所有权，原变量失效；只想借用就别写 move（线程场景例外，必须 move）。
• 迭代中修改原集合：借用规则禁止；模式是「迭代旧的、collect 新的、替换」或者先收集索引再改。

小结

闭包 = 捕获环境的匿名函数，三种捕获强度；迭代器 = 惰性适配器 + 消费者，零成本抽象放心链。下一章看能突破编译期借用限制的三个智能指针。