Lição 33: Funções Anônimas (Closures)

1. Narrativa

O piloto do mecha Æther cria protocolos rápidos em tempo real — closures são funções anônimas que capturam o ambiente ao redor. Diferente de funções nomeadas, closures podem acessar variáveis do escopo onde são criadas, tornando-as perfeitas para protocolos de resposta imediata no cockpit.

2. Conceito

Closures são funções anônimas que capturam seu ambiente:

• Sintaxe: |parametros| corpo — ex: |x| x * 2
• Fn: Captura por referência imutável — pode ser chamada múltiplas vezes
• FnMut: Captura por referência mutável — pode modificar estado interno
• FnOnce: Captura por posse (ownership) — só pode ser chamada uma vez
• move: Força captura por ownership — necessário ao retornar closures
• Retorno: impl Fn(T) -> U — retornar closures de funções

3. Requisitos

• Criar closures básicas sem captura
• Capturar variáveis do ambiente com move
• Usar RefCell para estado mutável em closures FnMut
• Passar closures como parâmetros e retorná-las de funções

🔭 Referência futura: Esta lição usa std::cell::RefCell para obter mutabilidade interior dentro de uma closure FnMut. RefCell é uma "smart pointer" com check de borrow em runtime — o detalhamento completo vem na Lição 037 (Tipos Box) e em Lição 043 (Estado Compartilhado). Aqui basta saber: RefCell<T>::borrow_mut() devolve uma referência mutável verificada em runtime (pânico se houver conflito de borrow) e borrow() devolve uma imutável. A regra do RefCell é a mesma do borrow checker, só que aplicada em tempo de execução.

Também usamos métodos de iterators (como dados.sum() em consumir_recurso) para agregar os dados capturados pela closure. O detalhamento completo de iterators e seus adaptadores vem na Lição 034 (Iterators) — aqui basta saber que .sum() consome o iterator e soma todos os elementos.

4. Design de Dados

graph LR
    A["Fn: |x| x * 2"] --> B["Sem captura"]
    C["Fn: move |x| x + base"] --> D["Captura por valor imutável"]
    E["FnMut: RefCell + move"] --> F["Estado mutável interno"]
    G["FnOnce: move || dados.sum()"] --> H["Consome dados"]
    I["Parâmetro: impl Fn(i32) -> i32"] --> J["Closure como argumento"]

5. Diagrama de Fluxo

flowchart TD
    A[Início] --> B{Tipo de closure?}
    B -->|Leitura| C["Fn — captura &T"]
    B -->|Modificação| D["FnMut — captura &mut T"]
    B -->|Consumo| E["FnOnce — captura T"]
    C --> F["Pode chamar múltiplas vezes"]
    D --> G["Precisa ser mut para chamar"]
    E --> H["Só pode chamar uma vez"]
    F --> I[Retornar closure com impl Fn]
    G --> I
    H --> I

6. Funções

Função	Descrição
criar_dobrador	Closure Fn sem captura: `
calibrar_com_base	Closure Fn com captura move: soma base
gerar_acumulador	Closure FnMut com RefCell: acumula estado
consumir_recurso	Closure FnOnce: consome Vec e soma
aplicar_protocolo	Recebe closure como parâmetro
criar_filtro	Retorna closure que filtra por limiar

7. Exemplo

let dobrador = criar_dobrador();
assert_eq!(dobrador(5), 10);
let calibrar = calibrar_com_base(100);
assert_eq!(calibrar(50), 150);
let mut acum = gerar_acumulador(0);
assert_eq!(acum(10), 10);
assert_eq!(acum(5), 15);
let filtro = criar_filtro(50);
assert!(filtro(60));
assert!(!filtro(30));

8. Missão

1. Implementar criar_dobrador — closure pura sem captura, trait Fn
2. Implementar calibrar_com_base — captura com move, trait Fn
3. Implementar gerar_acumulador — RefCell para mutabilidade interna, trait FnMut
4. Implementar consumir_recurso — consome dados, trait FnOnce
5. Implementar aplicar_protocolo — closure como parâmetro com impl Fn
6. Implementar criar_filtro — closure como retorno com captura e move

9. Como Executar

cargo build
cargo test
cargo clippy -- -D warnings
cargo fmt --check

10. Dicas

• Toda FnOnce é também FnMut e Fn — o inverso não é verdade
• move é necessário ao retornar closures de funções — sem ele, as variáveis capturadas seriam dropping
• RefCell<T> permite mutabilidade interior em contexto Fn — segurança em runtime (ver Lições 037 e 043 para o detalhamento completo)
• impl Fn(T) -> U no retorno permite devolver closures sem nomear o tipo exato