内容简介:[原]谈一谈闭包
每次打开Atom准备写文章的时候, 都要纠结如何开头… 烦~~
今天这篇文章我们来探讨一下 闭包 , 因为我在查阅很多资料时, 发现这些文章对于闭包的理解很多都是有出入的, 所以今天我们来探讨一下什么才是闭包. 当然, 这篇文章大多数是概念性的东西, 代码演示可能会涉及到几种不同的语言实现, 不过我会在代码开头标识出是哪种语言. 另外, 本文除了探讨闭包, 还可能会出现譬如 柯里化 等概念, 因为在这些概念里应用闭包可能是对闭包的作用的很好的说明. 最后需要说明的: 本文仅仅是我对闭包的理解, 当然可能存在不合理的地方, 不对的地方希望有人可以在评论中给我指出.
什么是闭包
好, 下面开始进入主题, 首先一个问题, 什么是闭包? 对于我们这些习惯了命令式编程, 尤其是 java 这种完全面向对象的语言的人, 闭包可能是一个很陌生的概念, 闭包时常在函数式语言中被提及, 那闭包到底是一个什么概念? 下面对闭包的解释来自维基百科.
在计算机科学中,闭包(英语:Closure),又称词法闭包(Lexical Closure)或函数闭包(function closures),是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在,即使已经离开了创造它的环境也不例外。
闭包更多强调的是引用环境, 函数在定义时因为使用到了自由变量, 而且函数的调用和定义时的引用环境不同, 所以它必须要清楚的了解到自己定义时的引用环境, 在调用的时候需要切换到它定义的引用环境中执行, 这样就形成了闭包.
两个重点是 自由变量 , 引用环境 , 但就这几个字可能对于一些对闭包一知半解的人来说确是很难理解, 因为在大部分人印象里闭包应该是这样的.
// kotlin list.map { println it}
这样的一个实例中没有任何地方提及到自由变量. 其实这压根和闭包没有任何关系, 这仅仅是一种语法-lambda表达式, 很多人将lambda表达式想当然的认为是闭包. 再来看看下面语法.
// groovy android { compileSdkVersion 24 }
对于搞android的人来说这行代码并不陌生, 很多人把这个也理解成闭包, 和上面kotlin的代码一样, 其实这和闭包也没有任何关系.
那什么样的才算闭包? 上面提到了, 引用了自由变量的函数 , 这句话里有一个名词-自由变量, 那什么又是自由变量呢? 理解了这个名词后才能继续理解这句话.
在某个作用域内使用了其他作用域声明的变量, 那该变量就是自由变量
上面的概念是是我自己写的, 可能有点难理解, 来看看代码
// javascript var a = 10; function add5() { return a + 5; }
上面的变量a即为自由变量, a变量不是在函数add5的作用域中声明的, 却在函数add5中被使用.
好了, 知道了什么是自由变量, 那下面我们来看看什么是闭包.
// javascript function add(a) { return function(b) { return a + b; }; } var add10 = add(10); var result = add10(5);
上面的例子是最典型的闭包, add函数返回了一个函数, 这个匿名函数引用了add函数的一个a变量, 所以a变量是一个自由变量. 而且, 这个匿名函数的执行点不在变量a声明的作用域内, 根据上面的概念, 这样就形成了闭包.
再来看看下面的代码. 下面的代码来自apple官方的swift文档中 闭包章节 .
// swift reversedNames = names.sorted(by: { (s1: String, s2: String) -> Bool in return s1 > s2 })
这样的算不算闭包? 30s思考一下, 在心里有答案了再往下看…
当然不是, 虽然是来自官方的文章, 但这里确实是对概念的错误理解. 将上面的代码普通化来看看.
// swift func sorter(s1: String, s2: String) -> Bool { return s1 > s2 } reversedNames = names.sorted(sorter)
一目了然, 上面的代码丝毫没有看到对自由变量的引用, 这里仅仅算是高阶函数罢了… 所以很多时候官方文档也是会误导人的…
相似的代码, 再来看看kotlin官方文档上闭包的实例
// kotlin var sum = 0 ints.filter { it > 0 }.forEach { sum += it } print(sum)
这是不是形成闭包了? 把它普通化来看看, 毕竟去除语法糖才更适合人理解.
// kotlin var sum = 0 var filter: (Int) -> Bool = { a -> a > 0 } var each: (Int) -> Int = { a -> sum + a } ints.filter(filter).forEach(each)
主要看这个each函数, 很明显, 这里有对自由变量a的引用, 而且each函数的定义和执行时的引用环境不同, 所以上面的实例确实形成了闭包. 不过我还是要吐槽一下kotlin的文档, 它将闭包放在了Lambda章节里, 虽然实例代码确实是形成了闭包, 但肯定会去一些人产生误导作用, 毕竟是两个毫无关系的概念.
闭包的作用
通过概念和实例代码, 很明显闭包的存在改变了变量的生命周期, 大部分情况下它可以将自由变量的生命周期延迟到闭包函数的执行, 而函数式中最重要的一个思想是尽可能多使用纯函数(纯函数是指对于相同的输入必定有相同的输入的函数), 在纯函数中如果想要保持一个变量, 那闭包肯定是最佳选择. 来看一下实例.
// javascript function nameBy(lastName) { return function(firstName) { retrn firstName + " " + lastName; } } var group = nameBy("Jordan") var michael = group("Michael") var susan = group("Susan")
另外一个函数式中重要的概念-柯里化大部分情况下也离不开闭包的支持, 什么是柯里化?
柯里化(英语:Currying),是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术。
其实上面的大部分例子中已经实现了柯里化, 柯里化的好处就是大大的提高了函数的灵活性.
// javascript var add = (x, y) => x + y // user alert(add(10, 20)) alert(add(10, 30)) alert(add(10, 40))
上面对add函数的调用其实都是10+y的形式, 很多时候我们为了封装, 又对10+y这样的式子进行封装.
// javascript var add = (x, y) => x + y var add10 = (y) => 10 + y // user alert(add10(20)) alert(add10(30)) alert(add10(40))
这里有一个不好的地方就是add10这个函数的封装只能适用于10+y, 虽然实现了柯里化, 但是对于使用者来说灵活性不够, 其实这里我们可以利用闭包对add函数稍加改造, 既方便使用又不失灵活性
// javascript var add = (x) => (y) => x + y // user var add10 = add(10) alert(add10(20)) alert(add10(30)) alert(add10(40))
再来看, 上面实例中的函数add的定义其实不太符合我们人类的思想, 这方面, 其实很多函数式编程语言中已经实现了自动柯里化, 来看个实例.
// elm add x y = x + y add 10 20 // result is 30 add10 = add 10 add10 20 // result is 30
这些支持自动柯里化的语言可以根据实参的个数推断出返回的类型, 所以可以很轻松的实现柯里化, 而不必在我们定义函数的时候过多考虑. 其实javascript也可以实现自动柯里化, 大家可以参考我的一个demo- https://github.com/qibin0506/js-curry .
好了, 虽然说了这么多关于柯里化的东西, 其实都是对闭包的一些应用, 可以帮助大家去理解闭包. 最后留几个代码片段, 大家判断一下是否实现了闭包.
// 片段 1 function f1() { return function() { return "hello world" } } f1()()
// 片段 2 function f1() { return function(arg) { return arg + 10 } } f1()(20)
// 片段 3 var name = "qibin"; var f = function(name) { return name + " HI" } f(name)
// 片段 4 var name = "qibin"; var f = funtion() { return name + " HI"; } f()
// 片段 5 var getName = function() { var name = "qibin" var f = function() { return name + " HI" } prntName(f) } function prntName(f) { console.log(f()) }
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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