簡簡單單說個閉包

Binguner 發布于2019-07-01 10:02 / 1912人閱讀

摘要：一般情況下，在函數結束后，函數中變量等就應該被銷毀，偏偏這個閉包就是個特例和中的和都保留著。同理，這個變量對應的閉包保存了這個信息。由于退出了函數后，函數并沒有并銷毀，這個閉包的信息也沒銷毀，因此后續可以利用這些信息。

閉包的作用

一句話，閉包的作用：將方法存于變量。

至于閉包的原因或者目的，或者說，為什么將方法存于變量，稍后再說。

閉包的條件

為了盡量避免用一大段話描述一個概念，我們理性一點地把閉包的條件劃分成3個：

外函數中定義了一個內函數

內函數用了外函數的變量

外函數返回了內函數的引用，or，外函數中直接調用了內函數

P.S.

其中外函數和內函數是指嵌套函數中外部函數和內部函數

也正是因為需要嵌套函數，因此不支持的嵌套函數的語言也自然不支持此類閉包

條件3中分成了兩類，更多的情況下是前一類，而后一類（外函數直接調用了內函數）的使用更多的是為了保證代碼的簡潔，而如此地保持簡潔并不一定用閉包。

閉包的例子

“Talk is cheap, show me your code.”

我始終覺得，在編程中，過多的人類語言會產生太多的歧義，甚至還可能會因為所說事物過于抽象而導致聽眾無法將概念理解。

而解決這個問題最好的方法就是看代碼，編程語言相較于人類語言的優點之一是大幅地降低了語言的歧義。同時，通過多個代碼實例，人腦會自然而然地將多實例中的共同點提取出來，進而理解抽象的概念。

結合閉包的三個條件，我們來看看閉包的例子：

def outer(b):
    def inner(a):  # 條件1
        print(a + b)  # 條件2
    return inner  # 條件3
    
# 調用
o = outer(1)
o(2)

Python的代碼還是挺簡單的。

一般情況下，在函數結束后，函數中變量等就應該被銷毀，偏偏這個閉包就是個特例 —— o和o2中的1和20都保留著。

o和o2看起來就有那么一絲熟悉的感覺，它們兩個就像是兩個對象 —— 這兩個“對象”都是從同一個“類”出來的，而兩個“對象實例”的區別是有一個加數不一樣，分別是1和20（當然，這兩個變量的引用地址也不同）。

現在，我們把代碼例子中的第三個條件變一下，即將“外函數返回了內函數的引用”變成“外函數中直接調用了內函數”：

def outer(a, b):
    def inner(a):  # 條件1
        print(a + b)  # 條件2
    inner(b)  # 條件3
    
# 調用
o = outer(100，1)

此時，整個閉包函數調用起來就和一個普通函數一樣，傳入兩個參數，該print的也如期而至。

只能說，在outer函數內的邏輯過于復雜的時候，inner能把復雜的代碼“模塊化”，再調用，能增加簡潔性。這種情況下，一般是inner函數只被調用一次，而且只在這里調用，放在這里也好管理一些。

接下來，我們也鑒賞一下別的語言類似的閉包：

func outer(i int) func() int {
    return func() int {  // 條件1（匿名）+ 條件3
        i++  // 條件2
        return i
    }
}

// 調用
o := outer(1)
o()

這個Golang的例子閉包和Python的例子較大的距別是這里還把內函數換成了匿名的，看起來會爽點。而以下的php的就和Python的差不多了。

function outer($str1) {
    $outerStr = $str1;
    $inner = function($str2) {  // 條件1
        echo $str2 . $outerStr;  // 條件2
    };
    return $inner;  // 條件3
}

// 調用
$o = outer("hahaha");
$o("emmm");

閉包的原因

看過了上面的例子后，新手對閉包的概念也應該有了一定的理解，甚至有點想法了。

回到最開始的問題，即閉包的原因。

如果說，“將方法存于變量”是閉包的目的，那么接下來的問題顯而易見：為什么要將方法存于變量？直接調用方法（函數）不好嗎？

閉包保存了函數的狀態信息

再舉開頭的例子：

def outer(b):
    def inner(a):
        print(a + b)
    return inner
    
o = outer(1)
o(2)  # 3
o(100)  # 101
o2 = outer(20)
o2(100)  # 120

o這個變量對應的閉包保存了b=1這個信息，之后無論是調用o(2)還是o(100)，b=1這個信息依然會存在并和后來的參數一起參與運算。同理，o2這個變量對應的閉包保存了b=20這個信息。

由于退出了函數后，函數并沒有并銷毀，這個閉包的信息也沒銷毀，因此后續可以利用這些信息。

語法糖

為了代碼的簡潔性和易理解性，我們經常會使用甚至創造一些語法糖。

而在Python中，有一個十分好看的例子就是裝飾器，舉個已經被用爛了的例子，面向切面的登錄實現：

# 先實現一個類似于裝飾器的函數
def decorator(func): 
    def inner():
        print "before function"
        func()  # function
        print "after function"
    return inner

# 實現一個假裝在登錄的登錄函數
def login():  
    print "login function complete."

# 將登錄函數“套上”裝飾器
login = decorator(login)  
login()

整個過程下來與AOP類似，而場景也很常用，如統計函數的運行時常、加入日志、統一的過濾處理等等。

更有甚者，在特定的場景下使用閉包創造語法糖，以簡化代碼，參考這個例子，該例子可以替代switch（不過這里這么簡單的加減運算這樣寫就很智障了，要有一定的復雜度就能顯得有優越性）：

def operator(o):
    def plus(x, y):
        print(x + y)
    def minus(x, y):
        print(x - y)
        
    if o == "+":
        return plus
    if o == "-":
        return minus

def f(x, o, y):
    operator(o)(x, y)

函數式編程

鼎鼎大名的Lambda，這個可以參考下這個鏈接。

總結

閉包能將方法存于變量，且實現一些美妙的東西。

它就像是調味劑，并非不可或缺，但是能錦上添花。

先這樣吧

若有錯誤之處請指出，更多地關注煎魚。

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