如何将 Rust 闭包转换为 C 风格的回调

除非C API允许传递用户提供的回调参数，否则无法执行此操作.如果没有，则只能使用静态函数.

原因是闭包不是"仅仅"函数.顾名思义，闭包从词法范围"关闭"变量.每个闭包都有一段关联的数据，其中包含捕获变量的值(如果使用move关键字)或对它们的引用.这些数据可以被认为是一些匿名的struct.

编译器会自动为这些匿名 struct 添加相应Fn*个特征的实现.As you can see，除闭包参数外，这些特性上的方法接受self.在这种情况下，self是实现trait的struct.每个闭包都包含一个与此环境相对应的闭包.

如果您的C API只允许您在没有任何用户定义参数的情况下传递函数，那么您就无法编写允许您使用闭包的包装器.我想可能会为闭包环境编写一些全球持有者，但我怀疑这是否容易和安全.

如果您的C API允许传递用户定义的参数，那么就可以对trait对象执行您想要的操作:

extern crate libc;

use std::mem;

use libc::{c_int, c_void};

extern "C" {
    fn do_something(f: Option<extern "C" fn(x: c_int, arg: *mut c_void) -> c_int>, arg: *mut c_void) -> c_int;
}

extern "C" fn do_something_handler(x: c_int, arg: *mut c_void) -> c_int {
    let closure: &mut &mut dyn FnMut(i32) -> bool = unsafe { mem::transmute(arg) };
    closure(x as i32) as c_int
}

pub fn do_with_callback<F>(x: i32, mut callback: F) -> bool
    where F: FnMut(i32) -> bool
{
    // reason for double indirection is described below
    let mut cb: &mut dyn FnMut(i32) -> bool = &mut callback;
    let cb = &mut cb;
    unsafe { do_something(Some(do_something_handler), cb as *mut _ as *mut c_void) > 0 }
}

只有当do_something没有将指向回调的指针存储在某个地方时，这才有效.如果是这样，则需要使用Box<Fn(..) -> ..> trait对象，并在将其传递给函数后将其泄漏.然后，如果可能的话，应该从您的C库中获取并处理它.它可能是这样的:

extern crate libc;

use std::mem;

use libc::{c_int, c_void};

extern "C" {
    fn set_handler(f: Option<extern "C" fn(x: c_int, arg: *mut c_void) -> c_int>, arg: *mut c_void);
    fn invoke_handler(x: c_int) -> c_int;
    fn unset_handler() -> *mut c_void;
}

extern "C" fn do_something_handler(x: c_int, arg: *mut c_void) -> c_int {
    let closure: &mut Box<dyn FnMut(i32) -> bool> = unsafe { mem::transmute(arg) };
    closure(x as i32) as c_int
}

pub fn set_callback<F>(callback: F)
    where F: FnMut(i32) -> bool,
          F: 'static
{
    let cb: Box<Box<dyn FnMut(i32) -> bool>> = Box::new(Box::new(callback));
    unsafe {
        set_handler(Some(do_something_handler), Box::into_raw(cb) as *mut _);
    }
}

pub fn invoke_callback(x: i32) -> bool {
    unsafe { invoke_handler(x as c_int) > 0 }
}

pub fn unset_callback() {
    let ptr = unsafe { unset_handler() };
    // drop the callback
    let _: Box<Box<dyn FnMut(i32) -> bool>> = unsafe { Box::from_raw(ptr as *mut _) };
}

fn main() {
    let mut y = 0;
    set_callback(move |x| {
        y += 1;
        x > y
    });

    println!("First: {}", invoke_callback(2));
    println!("Second: {}", invoke_callback(2));

    unset_callback();
}

双间接寻址(即Box<Box<...>>)是必要的，因为Box<Fn(..) -> ..>是一个特征对象，因此是一个胖指针，由于大小不同，与*mut c_void不兼容.