面试题：Rust中嵌套函数与闭包在捕获环境变量方面的异同

Question

请阐述在Rust语言里，嵌套函数和闭包在捕获环境变量时，各自的特点是什么，又有哪些相同点和不同点。并给出简单的代码示例来辅助说明。

Answer 1

嵌套函数捕获环境变量特点

• 不能捕获环境变量：在Rust中，嵌套函数不能捕获其外部作用域中的变量。这意味着嵌套函数只能访问其参数和它自己内部定义的变量。

闭包捕获环境变量特点

• 自动推断捕获方式：闭包可以捕获其定义时所在环境中的变量。Rust会根据闭包对环境变量的使用方式，自动推断是按值捕获（Copy语义）还是按引用捕获（借用语义）。
• 灵活的生命周期：闭包捕获的变量生命周期与闭包本身的生命周期相关联，只要闭包存活，被捕获的变量就会保持有效。

相同点

• 定义在其他函数内部：嵌套函数和闭包都可以定义在其他函数内部，形成一种层级结构。

不同点

• 捕获能力：嵌套函数不能捕获环境变量，而闭包可以捕获环境变量。
• 所有权转移：闭包捕获变量时，可能会转移变量的所有权，而嵌套函数不存在此情况。

代码示例

fn outer_function() {
    let outer_variable = 42;

    // 嵌套函数
    fn nested_function() {
        // 这里无法访问outer_variable
        let inner_variable = 10;
        println!("Inner variable: {}", inner_variable);
    }

    nested_function();

    // 闭包
    let closure = || {
        println!("Outer variable from closure: {}", outer_variable);
    };

    closure();
}

fn main() {
    outer_function();
}

在上述代码中，nested_function不能访问outer_variable，而闭包closure可以捕获并访问outer_variable。