Rust能力养成系列之(2)：功能抽象

前言

上一篇，介绍了Rust语言的

安装与编译
基本数据类型
变量声明和不可变绑定

这其中已经蕴含着Rust精华的成分了。

本篇内容将涉及

常规函数
闭包
字符串

函数(Function)

一般而言，编程语言中的函数，将过程性指令抽象为专名的功能实体，以重复调用，简化代码。

在上一篇中，我们已经看过了main函数，这里看下如何定义一个常规函数。

//function.rsfn add(a: u64, b: u64) -> u64 {
   
       a + b}fn main() {
   
       let a: u64 = 17;    let b = 3;    let result = add(a, b);    println!("Result {}", result);}

解释代码

从以上代码第2行可见，

这个add 是一个简单的加法函数，
fn是创建函数的关键字，
参数 a，b在函数名的括号中，各自的数据类型显式的声明在冒号之后，
返回类型也得到显式声明->u64, 如果没有返回值，这一步可以不写
如第一篇所提及，函数是有类型的，这里为 fn(u64, u64) -> u64
- 显然，函数也可以作为变量和其他函数的参数

第3行

现已不需要return关键词进行函数值返回

再看一下main函数，第5-10行：

第6行，声明了一个变量a，及其类型，并初始化
第7，8行，声明变量b，result，并初始化，
- 这里没有显式声明b的类型，表明是可以省略的，因为Rust能够在大多数情况对代码中的变量类型进行正确推断，不难得知：b和result 都是u64

对类型的显式声明在Rust中是有其目的：

避免类型标识上可能出现的冲突
提升代码的可读性，尤其当多种类型嵌套一起时

Rust的类型推理基于Hindly Milner类型系统，是一整套支持编程语言中类型推断的规则和算法，可在线性时间内执行，不但高效，而且在大型程序的类型检查中很为实用。

上述代码结果

我们再看一个改变函数参数的代码实例。

// function_mut.rsfn increase_by(mut val: u32, how_much: u32) {
   
       val += how_much;    println!("You made {} points", val);}fn main() {
   
       let score = 2048;    increase_by(score, 30);}

解释代码

代码不长，大致说下：在main函数中，声明score，初始化为2048；调用increase_by函数，30为该函数的第2个参数。需要说明一下，在increas_by中，明确了第1个参数为mut val，表明这一参数可以在该函数内部改变赋值，这显然是可变绑定在函数体中的一次体现。

上述代码结果

闭包(Closure)

到这里，谈一下Rust中也同样支持的闭包，

其与函数相似，但在声明之时，附及更多的环境(environment)或范围(scope)信息；
再者，定义时，函数有名(关键字fn)，而闭包无名，虽然无名，但又能够赋值
同函数一样，可以作为值存储，并被其他的函数体调用。
闭包的主体，可以单行，也可以多行

举例而言，一个简单的闭包可能形如：let my_closure = || (); ，可见这个闭包既无参数，又没有任何功能，可以直接调用my_closure(),；而||是用来装载参数的，比如|a,b|, 如果感到类型不太好推断，当然最好明确类型，如|a:u32|。

我们看一下这个代码，里面有两个闭包doubler 和big_closure

// closures.rsfn main() {
   
       let doubler = |x| x * 2;    let value = 5;    let twice = doubler(value);    println!("{} doubled is {}", value, twice);
    let big_closure = |b, c| {
   
           let z = b + c;        z * twice    };
    let some_number = big_closure(1, 2);    println!("Result from closure: {}", some_number);}

可见：

第3行，一定不要看成是绝对值，这是一个单行闭包--doubler，参数是x，功能是返回x的2倍；
第4行，初始化变量value=5
第5行，初始化变量twice=doubler(value)，同时也是调用闭包doubler
第6行，打印相关值
第8-11，第2个闭包big_closure ，是一个多行闭包，参数为b,c；函数内定义初始化变量z，最终返回z*twice的值
第13行，初始化变量some_number，调用闭包big_closure
第14行，打印相关值

上述代码结果

有关闭包的用途，主要是作为高阶函数(higher-order function)的参数，原因在于闭包可以提供相对便利的抽象(convenient abstraction)。

相关的实例，比如：thread::spawn或者迭代器Iterator特性中的filter方法，但这些东西，在本文中尚非重点，而且需要很多前提知识才能讲清楚，会在后续有关Rust高级概念的篇章中详细介绍。

字符串(String)

字符串是编程语言中颇为常用的数据类型，在Rust中，通常有两种形式：

字符串，String
字符串指针，&str，与C语言一样，&就是一个指针符号

Rust字符串是有效的UTF-8编码的字节序列；像C字符串那样以null结尾，之间可以包含null字节。

我们看一下代码实例

// strings.rsfn main() {
   
       let question = "How are you ?";            // a &str type    let person: String = "Bob".to_string();    let namaste = String::from("नमस्ते");        // unicodes yay!
    println!("{}! {} {}", namaste, question, person);}

依然是不难的代码，希望我们这可以这样循序渐进的学下去。

第1行，初始化一个字符串指针&str类型的变量question
第2-3行，初始化String类型变量person 和namaste

上述代码结果

显然存在多种方式创建String类型。字符串变量分配在堆(heap)上，而字符串指针类型&str，指向一个现有字符串，既可以在堆，也可在栈(stack)上。

这里依然还是一个简单介绍，关于字符串的进一步讨论会在之后篇章中继续。

结语

本文介绍了Rust中的函数，闭包和字符串，都是编程中的基本元素，请读者注意下在函数定义中有关类型方面的特点.

下一篇会介绍一下Rust中的分支与循环。

主要参考和建议读者进一步阅读的文献
https://doc.rust-lang.org/book

1.Rust编程之道，2019，张汉东

2.The Complete Rust Programming Reference Guide，2019， Rahul Sharma,Vesa Kaihlavirta,Claus Matzinger

3.Hands-On Data Structures and Algorithms with

4.Rust，2018，Claus Matzinger

5.Beginning Rust ，2018，Carlo Milanesi

6.Rust Cookbook，2017，Vigneshwer Dhinakaran