为什么不能将变量移出闭包？

Question

我具有以下功能：

pub fn map_option<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
    Box::new(move |opt_a: Option<A>| {
        opt_a.map(|a| a2b(a))
    })
}

但是，这很难写。我从简单的东西开始就行了，但是我不明白为什么它不行。

1. 这是我的第一个版本：

   pub fn map_option_1<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
       Box::new(|opt_a: Option<A>| {
           opt_a.map(a2b)
       })
   }
   

   这给了我以下错误：

   error[E0507]: cannot move out of `a2b`, a captured variable in an `Fn` closure
     --> src/lib.rs:11:19
      |
   9  | pub fn map_option_1<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
      |                                              --- captured outer variable
   10 |     Box::new(|opt_a: Option<A>| {
   11 |         opt_a.map(a2b)
      |                   ^^^ move occurs because `a2b` has type `std::boxed::Box<dyn std::ops::Fn(A) -> B>`, which does not implement the `Copy` trait
   

2. 我认为我可能需要move闭包，以便它获得a2b的所有权：

   pub fn map_option_2<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
       Box::new(move |opt_a: Option<A>| {
           opt_a.map(a2b)
       })
   }
   

   但是，这也不起作用。它失败，并显示以下消息：

   error[E0507]: cannot move out of `a2b`, a captured variable in an `Fn` closure
     --> src/lib.rs:17:19
      |
   15 | pub fn map_option_2<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
      |                                              --- captured outer variable
   16 |     Box::new(move |opt_a: Option<A>| {
   17 |         opt_a.map(a2b)
      |                   ^^^ move occurs because `a2b` has type `std::boxed::Box<dyn std::ops::Fn(A) -> B>`, which does not implement the `Copy` trait
   

   此错误消息说a2b没有实现Copy，我想这很有意义，但是我不知道如何解决它。

3. 出于绝望，我尝试了以下操作：

   pub fn map_option_3<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
       Box::new(|opt_a: Option<A>| {
           opt_a.map(|a| a2b(a))
       })
   }
   

   这至少给了我一个不同的错误：

   error[E0373]: closure may outlive the current function, but it borrows `a2b`, which is owned by the current function
     --> src/lib.rs:22:14
      |
   22 |     Box::new(|opt_a: Option<A>| {
      |              ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ may outlive borrowed value `a2b`
   23 |         opt_a.map(|a| a2b(a))
      |                       --- `a2b` is borrowed here
      |
   note: closure is returned here
     --> src/lib.rs:22:5
      |
   22 | /     Box::new(|opt_a: Option<A>| {
   23 | |         opt_a.map(|a| a2b(a))
   24 | |     })
      | |______^
   help: to force the closure to take ownership of `a2b` (and any other referenced variables), use the `move` keyword
      |
   22 |     Box::new(move |opt_a: Option<A>| {
      |              ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   

   我猜，所有权问题很有意义。这就是导致我找到上述切实可行的解决方案的原因。

4. 我尝试过的另一件事无效：

   pub fn map_option_4<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
       Box::new(|opt_a: Option<A>| {
           opt_a.map(move |a| a2b(a))
       })
   }
   

   这给了我以下错误：

   error[E0507]: cannot move out of `a2b`, a captured variable in an `Fn` closure
     --> src/lib.rs:29:19
      |
   27 | pub fn map_option_4<A: 'static, B: 'static> (a2b: Box<Fn(A) -> B>) -> Box<Fn(Option<A>) -> Option<B>> {
      |                                              --- captured outer variable
   28 |     Box::new(|opt_a: Option<A>| {
   29 |         opt_a.map(move |a| a2b(a))
      |                   ^^^^^^^^ ---
      |                   |        |
      |                   |        move occurs because `a2b` has type `std::boxed::Box<dyn std::ops::Fn(A) -> B>`, which does not implement the `Copy` trait
      |                   |        move occurs due to use in closure
      |                   move out of `a2b` occurs here
   

这里是每个功能的playground。

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我认为我对生存期和所有权没有足够的了解，以了解为什么每个功能都会失败。

[我可以理解map_option_1和map_option_3如何失败，因为没有使用move显式移动所有权，但是map_option_2和map_option_4失败令我感到惊讶。

我非常惊讶于map_option_2不起作用，但是实际的map_option函数起作用。对我来说，这些功能实际上是相同的。

为什么每个map_option_X函数都无法编译 ??]

Answer 1

我认为我可能需要move闭包，以便获得a2b的所有权