HoRain云--Rust函数全解析：从基础到高阶

Rust函数编程指南：从基础到高阶应用本文系统介绍了Rust语言中函数编程的核心特性和使用技巧。主要内容包括：函数基本定义规范、三种参数传递方式（值传递/引用传递/可变引用）、返回值处理的四种模式、高阶函数与闭包的应用对比，以及泛型函数和方法等实用特性。特别强调了表达式与语句的关键区别、生命周期注解的重要性等注意事项，并通过具体代码示例演示了各种使用场景。文章还对比了函数与闭包在命名、环境捕获和

云夏之末

480人浏览 · 2025-09-19 09:30:00

云夏之末 · 2025-09-19 09:30:00 发布

🎬 HoRain云小助手：个人主页

🔥 个人专栏: 《Linux 系列教程》《c语言教程》

⛺️生活的理想，就是为了理想的生活!

⛳️ 推荐

前些天发现了一个超棒的服务器购买网站，性价比超高，大内存超划算！忍不住分享一下给大家。点击跳转到网站。

专栏介绍

专栏名称	专栏介绍
《C语言》	本专栏主要撰写C干货内容和编程技巧，让大家从底层了解C，把更多的知识由抽象到简单通俗易懂。
《网络协议》	本专栏主要是注重从底层来给大家一步步剖析网络协议的奥秘，一起解密网络协议在运行中协议的基本运行机制！
《docker容器精解篇》	全面深入解析 docker 容器，从基础到进阶，涵盖原理、操作、实践案例，助您精通 docker。
《linux系列》	本专栏主要撰写Linux干货内容，从基础到进阶，知识由抽象到简单通俗易懂，帮你从新手小白到扫地僧。
《python 系列》	本专栏着重撰写Python相关的干货内容与编程技巧，助力大家从底层去认识Python，将更多复杂的知识由抽象转化为简单易懂的内容。
《试题库》	本专栏主要是发布一些考试和练习题库（涵盖软考、HCIE、HRCE、CCNA等）

Rust 中的函数是其核心特性之一，用于封装可重用的代码块。下面我将为你梳理 Rust 函数的主要特点和使用方式。

📌 函数的基本定义

在 Rust 中，使用 fn 关键字定义函数。函数名应采用 蛇形命名法（snake_case），即所有字母小写并用下划线分隔。

fn say_hello() {         // 定义一个无参数无返回值的函数
    println!("Hello, Rust!");
}

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {  // 定义带参数和返回值的函数
    x + y                        // 这是一个表达式，没有分号，因此作为返回值
}

fn main() {              // 主函数是程序的入口点
    say_hello();         // 调用函数
    let sum = add(5, 3); // 调用函数并将返回值绑定到变量 sum
    println!("5 + 3 = {}", sum);
}

⚙️ 参数传递

Rust 支持多种参数传递方式，具体取决于参数的类型和需求：

值传递 (Pass by value)：默认用于基本类型（如 i32, f64）或结构体。函数内部对参数的修改不会影响原始变量。
```
fn increment_by_value(mut num: i32) {
    num += 1; // 修改的是副本
    println!("Inside function: {}", num);
}
```
引用传递 (Pass by reference)：通过引用 (&)，函数可以访问但不能修改原始数据，避免了数据拷贝。
```
fn calculate_length(s: &String) -> usize {
    s.len() // 可以读取原始数据，但不能修改
}
```
可变引用传递 (Pass by mutable reference)：通过可变引用 (&mut)，函数可以修改原始数据。
```
fn add_mut(a: &mut i32, b: i32) {
    *a += b; // 解引用并修改原始值
}
```

🔄 返回值处理

Rust 函数的返回值是通过 -> 在函数签名后声明的。

隐式返回：函数体中最后一个表达式的值会自动作为返回值（注意不能有分号）。
```
fn multiply(a: f64, b: f64) -> f64 {
    a * b // 没有分号，这是一个表达式，其值作为返回值
}
```

显式返回：使用 return 关键字可以提前返回。

fn safe_divide(a: f64, b: f64) -> Option<f64> {
    if b == 0.0 {
        return None; // 提前返回 None
    }
    Some(a / b) // 正常返回
}

多返回值：可以通过返回元组（tuple） 来实现多个返回值。

fn calculate(a: i32, b: i32) -> (i32, i32) {
    (a + b, a - b) // 返回一个包含和与差的元组
}

特殊返回类型：
- 单元类型 ()：类似于其他语言中的 void，表示没有返回值。函数如果没有显式指定返回类型，默认返回 ()。
```
fn no_return() -> () {
    println!("This function returns nothing.");
}
```
- 发散函数 !：用 -> ! 标记，表示函数永远不会返回（例如，无限循环或总是 panic）。
```
fn forever() -> ! {
    loop {
        // 无限循环，永不返回
    }
}
```

🔗 函数与闭包

Rust 支持高阶函数，即函数可以作为参数传递，也可以作为返回值。

函数作为参数：

fn apply_operation(x: i32, y: i32, op: fn(i32, i32) -> i32) -> i32 {
    op(x, y)
}

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 { a + b }

let result = apply_operation(5, 3, add); // 传递函数 add 作为参数

闭包（匿名函数）：闭包是可以捕获其所在环境变量的匿名函数。它们使用 |参数| {函数体} 的语法定义。
```
let factor = 2;
let multiply = |x| x * factor; // 闭包捕获了外部变量 factor
println!("{}", multiply(5)); // 输出 10
```
闭包捕获环境变量的方式有三种，对应三个 Trait：
- Fn：不可变借用环境中的变量。
- FnMut：可变借用环境中的变量。
- FnOnce：获取环境变量的所有权（通常因为闭包会将捕获的变量移出闭包体，如消耗掉）。

🧰 其他实用特性

泛型函数：可以编写适用于多种类型的函数，提高代码复用性。
```
fn find_max<T: PartialOrd>(a: T, b: T) -> T {
    if a > b { a } else { b }
}
```
方法：方法与函数类似，但方法是定义在结构体（或枚举、trait 对象）的上下文中，并且第一个参数通常是 self（表示调用该方法的结构体实例）。
```
struct Rectangle { width: u32, height: u32 }
impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 { // 这是一个方法
        self.width * self.height
    }
}
```

💡 注意事项

语句与表达式：Rust 中，表达式会返回值，而语句不会。函数体中最后一行如果是表达式，其值将作为返回值，切记不能加分号。如果加了分号，就变成了语句，不会返回任何值（即返回 ()），这常常会导致类型不匹配的错误。
生命周期：当函数参数和返回值包含引用时，通常需要生命周期注解来明确引用的有效范围，确保内存安全。这是一个进阶但重要的主题。
```
fn longest<'a>(s1: &'a str, s2: &'a str) -> &'a str {
    if s1.len() > s2.len() { s1 } else { s2 }
}
```

📊 对比：函数与闭包

特性	函数 (fn)	闭包
命名	有名字	匿名
捕获环境变量	不能	能
类型	函数指针 `fn()`	实现 `Fn`、`FnMut` 或 `FnOnce` trait 的匿名类型
类型标注	必须显式标注参数和返回类型	通常可省略，编译器能推断