今天学习的内容是 Rust 中的函数。
函数类型
函数，和 if 条件控制，while、loop、for 循环控制，在底层都是使用跳转实现的，所以函数也属于流程控制的一种。可以这样理解，当函数执行时，程序的执行主体就进入了函数内部，当函数执行完毕，则又返还回去，这就是函数的流程控制。
Rust 中使用函数和 Typescript 比较像，需要关注参数的类型和返回值的类型， 再就是有一点 Rust 语言的特性，返回值可以是一个表达式。
参数的类型注解和变量是一样的，在参数名为使用冒号 : 指定类型，返回值的类型使用箭头 -> 表示。如果函数没有返回值，则可以省略。
比如一个斐波那契数列函数：
fn fibonacci(n: u64) -> u64 {
if n < 2 {
return n;
}
return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
fn main() {
println!("斐波那契数列的第 10 项是：{:?}", fibonacci(10)); // 55
}
前面说过，Rust 是基于表达式的，函数中也能用到这个特性。一般函数都会使用 return 来结束函数的调用和返回值。Rust 中的函数，如果没有 return，默认会将最后一个表达式的值作为函数的返回值，所以上面的斐波那契数列函数可以写成：
fn fibonacci(n: u64) -> u64 {
if n < 2 {
n
} else {
fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)
}
}
函数没有返回值时，可以省略返回值的类型，或者写成 ()：
fn log1(message: &str) {
println!("{}", message);
}
fn log2(message: &str) -> () {
println!("{}", message);
}
fn main() {
let message = "测试";
log1(message);
log2(message);
}
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
本文介绍了 Rust 中的函数类型，从程序执行的角度看，它也属于流程控制的一种。但更多时候我们只把函数看作是对一个功能的封装。Rust 具备函数式编程的特性，函数是 Rust 中的重中之重。
之后介绍了Rust 中的高阶函数和发散函数。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。后面还会讲到 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。