如何在 Rust 中创建字符串到函数的映射？

Question

我正在通过Make a Lisp来学习 Rust。

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作为评估器步骤的一部分，我需要创建一个将字符串（或其他内容）映射到函数的关联结构。在我更熟悉的语言（Ruby、Clojure）中，我会简单地在哈希图中定义匿名函数，例如

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{ :+ (fn [a b] (+ a b))\n  :- (fn [a b] (- a b)) } ; etc\n

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在 Rust 中，由于类型错误，这是不可能的expected closure, found a different closure。

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let repl_env = HashMap::new();\n\nrepl_env.insert("+", |a, b| a + b);\nrepl_env.insert("-", |a, b| a - b); // expected closure, found a different closure\n

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我想这里发生的事情是

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• HashMap编译器正在推断as中的类型<String, WhateverTypeTheFirstClosureIs>
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• 第二个闭包没有相同的时间，因为编译器错误继续说，no two closures, even if identical, have the same type？
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我可以向参数添加类型，从而使返回类型可推断，但这并没有帮助 \xe2\x80\x94 我认为我需要以某种方式注释闭包本身的类型？我在文档中找不到执行此操作的方法。该错误表明装箱，但将闭包包裹起来并Box::new没有帮助。（我以前从未Box编辑过）。

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我还想知道 a 中的 Rust 闭包是否HashMap适合在这里使用。我应该使用enum某种吗？（当我向我的 lisp 添加用户定义的函数时，我想稍后动态添加东西，所以我假设不是）。

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Answer 1

这里实际上不需要闭包，因为您没有关闭任何东西，您只是使用匿名静态函数。

这意味着您只需将匿名函数转换为函数指针即可正常工作，例如

let mut repl_env: HashMap<_, fn(i32, i32) -> i32> = HashMap::new();

repl_env.insert("+", |a, b| a + b);
repl_env.insert("-", |a, b| a - b);

如果您确实需要闭包，那么您必须使用某种动态调度（因为每个闭包都是完全不同的类型），通常类似于“Box”，例如

let mut repl_env: HashMap<_, Box<dyn Fn(i32, i32) -> i32>> = HashMap::new();

repl_env.insert("+", Box::new(|a, b| a + b));
repl_env.insert("-", Box::new(|a, b| a - b));

后一个版本就是错误消息所讨论的内容：对闭包进行装箱[并且]（在本例中）使其成为特征对象。

我应该使用某种枚举吗？

使用枚举可能是一个好主意，因为最终您将拥有具有不同签名的函数：在这里您仅限于 的签名(i32, i32) -> i32。尽管您可以选择更新通用签名，例如(Values) -> Value并在内部执行调度/类型检查/...

当我将用户定义的函数添加到我的 lisp 中时，我想稍后动态添加一些东西，所以我假设不是。

如果您想保持“本机”函数和“用户”函数之间的区别，您始终可以有一个变体，它将评估用户函数的结果存储在枚举中。无论如何，您都需要一种方法来区分它们，因为最终评估者不会以相同的方式称呼它们。

尽管我认为通常的方法是使所有可见函数统一为“用户区”，并根据内置函数来实现这些函数（可以在语法上进行区分，或特殊形式，甚至由编译器进行模式匹配，并且可能会也可能不会）可供用户空间访问）。

我不知道 Lisps 通常是如何从根本上做到这一点的，但是例如你可以让解释器评估以下术语：

(+ a b)

并检查这+是已知/标准函数以及a已知b兼容类型，然后在内部执行操作而不实际调用任何内容。

有趣的是，您可以提供一个正确定义的+函数，如下所示

(+ a b)

乍一看这看起来很无意义，因为它应该对自身进行递归，但是解释器可以对内部节点进行模式匹配，因此这可以作为高阶函数的钩子。

例如，许多 Smalltalks 就是这样做的。非文字发送将落入蹦床方法中，然后该方法将无形地弹入内置操作中。