fn / クロージャ（|x| x+1）

// 通常の関数定義です。引数型と戻り値型を明示します。
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b  // 最後の式が戻り値になります（セミコロンなし）。
}

// クロージャ（無名関数）の定義です。型推論が効くため型を省略できます。
let add = |a, b| a + b;
let double = |x: i32| -> i32 { x * 2 };

// 外側の変数をキャプチャします（借用）。
let offset = 10;
let add_offset = |x| x + offset;  // offsetを借用します。

// move クロージャ：所有権ごとムーブして取り込みます。
let name = String::from("Rust");
let greet = move || println!("Hello, {}", name);  // nameの所有権が移動します。

// 関数の引数としてクロージャを受け取ります（Fn トレイト）。
fn apply<F: Fn(i32) -> i32>(f: F, x: i32) -> i32 {
    f(x)
}

// 高階関数：関数を引数として受け取ります。
fn apply<F>(f: F, values: &[i32]) -> Vec<i32>
where
    F: Fn(i32) -> i32,
{
    values.iter().map(|&x| f(x)).collect()
}

// クロージャを返す関数です。
fn make_adder(n: i32) -> impl Fn(i32) -> i32 {
    move |x| x + n  // n の所有権をクロージャにムーブします。
}

fn main() {
    // 通常の関数です。
    fn square(x: i32) -> i32 {
        x * x
    }
    println!("square(5) = {}", square(5));

    // クロージャの基本です。
    let double = |x| x * 2;
    let add_one = |x: i32| -> i32 { x + 1 };
    println!("double(4) = {}", double(4));
    println!("add_one(9) = {}", add_one(9));

    // 外側の変数をキャプチャします。
    let threshold = 5;
    let is_big = |x| x > threshold;  // threshold を借用します。
    println!("is_big(7) = {}", is_big(7));
    println!("is_big(3) = {}", is_big(3));

    // 高階関数にクロージャを渡します。
    let nums = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    let doubled = apply(|x| x * 2, &nums);
    println!("doubled: {:?}", doubled);

    let squared = apply(square, &nums);  // 通常の関数も渡せます。
    println!("squared: {:?}", squared);

    // クロージャを返す関数（クロージャファクトリ）です。
    let add5 = make_adder(5);
    let add10 = make_adder(10);
    println!("add5(3) = {}", add5(3));
    println!("add10(3) = {}", add10(3));

    // FnMut：内部状態を変更するクロージャです。
    let mut counter = 0;
    let mut increment = || {
        counter += 1;
        counter
    };
    println!("count: {}", increment());  // 1
    println!("count: {}", increment());  // 2
    println!("count: {}", increment());  // 3
}

Rustのクロージャは外側の変数をキャプチャする方法によって自動的に『Fn』『FnMut』『FnOnce』のいずれかのトレイトを実装します。変数を参照するだけなら『Fn』、変更するなら『FnMut』、所有権を移動するなら『FnOnce』になります。

クロージャを他のスレッドやより長く生きる場所に渡すときは『move』キーワードが必要です。moveを使うとキャプチャした変数の所有権がクロージャ内に移動します。

クロージャが可変参照でキャプチャしている間は、その変数を同時に他の場所で使えません。借用チェッカーのルールが適用されます。

クロージャの詳細なトレイト（Fn/FnMut/FnOnce）は『Fn / FnMut / FnOnce トレイト』を参照してください。