src/libcore/ops/function.rs

   1 /// The version of the call operator that takes an immutable receiver.
   2 ///
   3 /// Instances of `Fn` can be called repeatedly without mutating state.
   4 ///
   5 /// *This trait (`Fn`) is not to be confused with [function pointers][]
   6 /// (`fn`).*
   7 ///
   8 /// `Fn` is implemented automatically by closures which only take immutable
   9 /// references to captured variables or don't capture anything at all, as well
  10 /// as (safe) [function pointers][] (with some caveats, see their documentation
  11 /// for more details). Additionally, for any type `F` that implements `Fn`, `&F`
  12 /// implements `Fn`, too.
  13 ///
  14 /// Since both [`FnMut`] and [`FnOnce`] are supertraits of `Fn`, any
  15 /// instance of `Fn` can be used as a parameter where a [`FnMut`] or [`FnOnce`]
  16 /// is expected.
  17 ///
  18 /// Use `Fn` as a bound when you want to accept a parameter of function-like
  19 /// type and need to call it repeatedly and without mutating state (e.g., when
  20 /// calling it concurrently). If you do not need such strict requirements, use
  21 /// [`FnMut`] or [`FnOnce`] as bounds.
  22 ///
  23 /// See the [chapter on closures in *The Rust Programming Language*][book] for
  24 /// some more information on this topic.
  25 ///
  26 /// Also of note is the special syntax for `Fn` traits (e.g.
  27 /// `Fn(usize, bool) -> usize`). Those interested in the technical details of
  28 /// this can refer to [the relevant section in the *Rustonomicon*][nomicon].
  29 ///
  30 /// [book]: ../../book/ch13-01-closures.html
  31 /// [`FnMut`]: trait.FnMut.html
  32 /// [`FnOnce`]: trait.FnOnce.html
  33 /// [function pointers]: ../../std/primitive.fn.html
  34 /// [nomicon]: ../../nomicon/hrtb.html
  35 ///
  36 /// # Examples
  37 ///
  38 /// ## Calling a closure
  39 ///
  40 /// ```
  41 /// let square = |x| x * x;
  42 /// assert_eq!(square(5), 25);
  43 /// ```
  44 ///
  45 /// ## Using a `Fn` parameter
  46 ///
  47 /// ```
  48 /// fn call_with_one<F>(func: F) -> usize
  49 ///     where F: Fn(usize) -> usize {
  50 ///     func(1)
  51 /// }
  52 ///
  53 /// let double = |x| x * 2;
  54 /// assert_eq!(call_with_one(double), 2);
  55 /// ```
  56 #[lang = "fn"]
  57 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  58 #[rustc_paren_sugar]
  59 #[rustc_on_unimplemented(
  60     on(Args="()", note="wrap the `{Self}` in a closure with no arguments: `|| {{ /* code */ }}"),
  61     message="expected a `{Fn}<{Args}>` closure, found `{Self}`",
  62     label="expected an `Fn<{Args}>` closure, found `{Self}`",
  63 )]
  64 #[fundamental] // so that regex can rely that `&str: !FnMut`
  65 #[must_use = "closures are lazy and do nothing unless called"]
  66 pub trait Fn<Args> : FnMut<Args> {
  67     /// Performs the call operation.
  68     #[unstable(feature = "fn_traits", issue = "29625")]
  69     extern "rust-call" fn call(&self, args: Args) -> Self::Output;
  70 }
  71
  72 /// The version of the call operator that takes a mutable receiver.
  73 ///
  74 /// Instances of `FnMut` can be called repeatedly and may mutate state.
  75 ///
  76 /// `FnMut` is implemented automatically by closures which take mutable
  77 /// references to captured variables, as well as all types that implement
  78 /// [`Fn`], e.g., (safe) [function pointers][] (since `FnMut` is a supertrait of
  79 /// [`Fn`]). Additionally, for any type `F` that implements `FnMut`, `&mut F`
  80 /// implements `FnMut`, too.
  81 ///
  82 /// Since [`FnOnce`] is a supertrait of `FnMut`, any instance of `FnMut` can be
  83 /// used where a [`FnOnce`] is expected, and since [`Fn`] is a subtrait of
  84 /// `FnMut`, any instance of [`Fn`] can be used where `FnMut` is expected.
  85 ///
  86 /// Use `FnMut` as a bound when you want to accept a parameter of function-like
  87 /// type and need to call it repeatedly, while allowing it to mutate state.
  88 /// If you don't want the parameter to mutate state, use [`Fn`] as a
  89 /// bound; if you don't need to call it repeatedly, use [`FnOnce`].
  90 ///
  91 /// See the [chapter on closures in *The Rust Programming Language*][book] for
  92 /// some more information on this topic.
  93 ///
  94 /// Also of note is the special syntax for `Fn` traits (e.g.
  95 /// `Fn(usize, bool) -> usize`). Those interested in the technical details of
  96 /// this can refer to [the relevant section in the *Rustonomicon*][nomicon].
  97 ///
  98 /// [book]: ../../book/ch13-01-closures.html
  99 /// [`Fn`]: trait.Fn.html
 100 /// [`FnOnce`]: trait.FnOnce.html
 101 /// [function pointers]: ../../std/primitive.fn.html
 102 /// [nomicon]: ../../nomicon/hrtb.html
 103 ///
 104 /// # Examples
 105 ///
 106 /// ## Calling a mutably capturing closure
 107 ///
 108 /// ```
 109 /// let mut x = 5;
 110 /// {
 111 ///     let mut square_x = || x *= x;
 112 ///     square_x();
 113 /// }
 114 /// assert_eq!(x, 25);
 115 /// ```
 116 ///
 117 /// ## Using a `FnMut` parameter
 118 ///
 119 /// ```
 120 /// fn do_twice<F>(mut func: F)
 121 ///     where F: FnMut()
 122 /// {
 123 ///     func();
 124 ///     func();
 125 /// }
 126 ///
 127 /// let mut x: usize = 1;
 128 /// {
 129 ///     let add_two_to_x = || x += 2;
 130 ///     do_twice(add_two_to_x);
 131 /// }
 132 ///
 133 /// assert_eq!(x, 5);
 134 /// ```
 135 #[lang = "fn_mut"]
 136 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 137 #[rustc_paren_sugar]
 138 #[rustc_on_unimplemented(
 139     on(Args="()", note="wrap the `{Self}` in a closure with no arguments: `|| {{ /* code */ }}"),
 140     message="expected a `{FnMut}<{Args}>` closure, found `{Self}`",
 141     label="expected an `FnMut<{Args}>` closure, found `{Self}`",
 142 )]
 143 #[fundamental] // so that regex can rely that `&str: !FnMut`
 144 #[must_use = "closures are lazy and do nothing unless called"]
 145 pub trait FnMut<Args> : FnOnce<Args> {
 146     /// Performs the call operation.
 147     #[unstable(feature = "fn_traits", issue = "29625")]
 148     extern "rust-call" fn call_mut(&mut self, args: Args) -> Self::Output;
 149 }
 150
 151 /// The version of the call operator that takes a by-value receiver.
 152 ///
 153 /// Instances of `FnOnce` can be called, but might not be callable multiple
 154 /// times. Because of this, if the only thing known about a type is that it
 155 /// implements `FnOnce`, it can only be called once.
 156 ///
 157 /// `FnOnce` is implemented automatically by closure that might consume captured
 158 /// variables, as well as all types that implement [`FnMut`], e.g., (safe)
 159 /// [function pointers][] (since `FnOnce` is a supertrait of [`FnMut`]).
 160 ///
 161 /// Since both [`Fn`] and [`FnMut`] are subtraits of `FnOnce`, any instance of
 162 /// [`Fn`] or [`FnMut`] can be used where a `FnOnce` is expected.
 163 ///
 164 /// Use `FnOnce` as a bound when you want to accept a parameter of function-like
 165 /// type and only need to call it once. If you need to call the parameter
 166 /// repeatedly, use [`FnMut`] as a bound; if you also need it to not mutate
 167 /// state, use [`Fn`].
 168 ///
 169 /// See the [chapter on closures in *The Rust Programming Language*][book] for
 170 /// some more information on this topic.
 171 ///
 172 /// Also of note is the special syntax for `Fn` traits (e.g.
 173 /// `Fn(usize, bool) -> usize`). Those interested in the technical details of
 174 /// this can refer to [the relevant section in the *Rustonomicon*][nomicon].
 175 ///
 176 /// [book]: ../../book/ch13-01-closures.html
 177 /// [`Fn`]: trait.Fn.html
 178 /// [`FnMut`]: trait.FnMut.html
 179 /// [function pointers]: ../../std/primitive.fn.html
 180 /// [nomicon]: ../../nomicon/hrtb.html
 181 ///
 182 /// # Examples
 183 ///
 184 /// ## Using a `FnOnce` parameter
 185 ///
 186 /// ```
 187 /// fn consume_with_relish<F>(func: F)
 188 ///     where F: FnOnce() -> String
 189 /// {
 190 ///     // `func` consumes its captured variables, so it cannot be run more
 191 ///     // than once.
 192 ///     println!("Consumed: {}", func());
 193 ///
 194 ///     println!("Delicious!");
 195 ///
 196 ///     // Attempting to invoke `func()` again will throw a `use of moved
 197 ///     // value` error for `func`.
 198 /// }
 199 ///
 200 /// let x = String::from("x");
 201 /// let consume_and_return_x = move || x;
 202 /// consume_with_relish(consume_and_return_x);
 203 ///
 204 /// // `consume_and_return_x` can no longer be invoked at this point
 205 /// ```
 206 #[lang = "fn_once"]
 207 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 208 #[rustc_paren_sugar]
 209 #[rustc_on_unimplemented(
 210     on(Args="()", note="wrap the `{Self}` in a closure with no arguments: `|| {{ /* code */ }}"),
 211     message="expected a `{FnOnce}<{Args}>` closure, found `{Self}`",
 212     label="expected an `FnOnce<{Args}>` closure, found `{Self}`",
 213 )]
 214 #[fundamental] // so that regex can rely that `&str: !FnMut`
 215 #[must_use = "closures are lazy and do nothing unless called"]
 216 pub trait FnOnce<Args> {
 217     /// The returned type after the call operator is used.
 218     #[stable(feature = "fn_once_output", since = "1.12.0")]
 219     type Output;
 220
 221     /// Performs the call operation.
 222     #[unstable(feature = "fn_traits", issue = "29625")]
 223     extern "rust-call" fn call_once(self, args: Args) -> Self::Output;
 224 }
 225
 226 mod impls {
 227     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 228     impl<A,F:?Sized> Fn<A> for &F
 229         where F : Fn<A>
 230     {
 231         extern "rust-call" fn call(&self, args: A) -> F::Output {
 232             (**self).call(args)
 233         }
 234     }
 235
 236     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 237     impl<A,F:?Sized> FnMut<A> for &F
 238         where F : Fn<A>
 239     {
 240         extern "rust-call" fn call_mut(&mut self, args: A) -> F::Output {
 241             (**self).call(args)
 242         }
 243     }
 244
 245     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 246     impl<A,F:?Sized> FnOnce<A> for &F
 247         where F : Fn<A>
 248     {
 249         type Output = F::Output;
 250
 251         extern "rust-call" fn call_once(self, args: A) -> F::Output {
 252             (*self).call(args)
 253         }
 254     }
 255
 256     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 257     impl<A,F:?Sized> FnMut<A> for &mut F
 258         where F : FnMut<A>
 259     {
 260         extern "rust-call" fn call_mut(&mut self, args: A) -> F::Output {
 261             (*self).call_mut(args)
 262         }
 263     }
 264
 265     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 266     impl<A,F:?Sized> FnOnce<A> for &mut F
 267         where F : FnMut<A>
 268     {
 269         type Output = F::Output;
 270         extern "rust-call" fn call_once(self, args: A) -> F::Output {
 271             (*self).call_mut(args)
 272         }
 273     }
 274 }