编程语言中的闭包

首先,我觉得,一个概念,如果不理解也不影响使用的话,那么,就没必要去理解它、去学习它。闭包就是这样一个概念,你不理解它也能很好的用它。俺这两年写as3程序,是天天在和它打交道,甚至有过一个function套一个,一个方法中套了20多个function的极端例子,但从未深究过它是怎么实现的,它就像水和空气一样,我们不需要知道水是H2O,空气是氧气氮气二氧化碳等的混合物,也活的好好的。

其次,我觉得,网上对闭包概念的解释都太狭隘了,看得人蛋疼,就像回到了i++,++i时代一样。如果非要去理解这个概念,像那样去理解,则收获太小,不值得。

维基百科上对闭包的解释就很经典:在计算机科学中,闭包(Closure)是词法闭包(Lexical Closure)的简称,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。所以,有另一种说法认为闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。Peter J. Landin 在1964年将术语闭包定义为一种包含环境成分和控制成分的实体。

下面是我理解的闭包概念。

先看看数学上的闭包。

(1,5) 是一个区间,但对这个区间做分析、计算什么的,经常会用到1和5这两个不属于这个区间的值,[1,5]就是(1,5)的闭包。

在生活上,我们办事情,找A部门,A部门说,你先得找B部门盖个章,B部门说,你先得找C部门盖个章,C部门说,这个东西不是我们的职权范围…… 踢皮球,这就是非闭包。闭包就是负责到底,你找到A部门,A部门接待的那个人负责到底,他/她去协调B部门和C部门。

在工程上,闭包就是项目经理,负责调度项目所需要的资源。老板、客户有什么事情,直接找项目经理即可,不用再去找其它的人。

在程序语言中,闭包就是一种语法糖,它以很自然的形式,把我们的目的和我们的目的所涉及的资源全给自动打包在一起,以某种自然、尽量不让人误解的方式让人来使用。至于其具体实现,我个人意见,在不影响使用的情况下,不求甚解即可。在很多情况下,需要在一段代码里去访问外部的局部变量,不提供这种语法糖,需要写非常多的代码,有了闭包这个语法糖,就不用写这么多代码,自然而然的就用了。

这样一来,可以把闭包从一个语法机制提升为一种设计原则:闭包是从用户角度考虑的一种设计概念,它基于对上下文的分析,把龌龊的事情、复杂的事情和外部环境交互的事情都自己做了,留给用户一个很自然的接口。

在这个原则下,函数式语言中,那种所谓的闭包只是一种“闭包”,还有大量的其它类型的“闭包”等待发现和实现。

下面举出一些闭包设计原则的正例和反例。

正例:Flex中的数据绑定语法就是一种“闭包”。x="{b.num + c.num}",对于这个语法,编译器自动去上下文中寻找叫 b 和 c 的变量,然后再找他们内部 num 变量,如果他们都是可绑定的话,则自动给它们添加上绑定链,当 b, c, num 等有任一变动时,更新 x 的值。

反例:Winform 中的设计就违反了闭包原则,当不是在该UI线程中,更新某些控件的值时,会抛出异常。只能去invoke调用,而invoke的接口很难用,相信很多人对这东东极其反感。

闭包不一定是语法糖。当我们不能直接扩展编译器时,我们就无法增加语法糖来实现闭包机制,这时,就要用现有的语言机制来实现了。 下面,我们来对winform的invoke方法进行改造,使它满足闭包原则。下面是代码:

public class ControlFuncContext 
    { 
        public Control Control { get; private set; } 
        public Delegate Delegate { get; private set; }
        public ControlFuncContext(Control ctl, Delegate d) 
        { 
            this.Control = ctl; 
            this.Delegate = d; 
        }
        public void Invoke0() 
        { 
            if (Control.IsHandleCreated == true) 
            { 
                try
                { 
                    Delegate.DynamicInvoke(); 
                } 
                catch(ObjectDisposedException ex) 
                { 
                } 
            } 
        }
        public void Invoke1<T>(T obj) 
        { 
            if (Control.IsHandleCreated == true) 
            { 
                try
                { 
                    Delegate.DynamicInvoke(obj); 
                } 
                catch (ObjectDisposedException ex) 
                { 
                } 
            } 
        }
        public void Invoke2<T0,T1>(T0 obj0, T1 obj1) 
        { 
            if (Control.IsHandleCreated == true) 
            { 
                try
                { 
                    Delegate.DynamicInvoke(obj0, obj1); 
                } 
                catch (ObjectDisposedException ex) 
                { 
                } 
            } 
        } 
    }
    public static class FormClassHelper 
    {
        public static void InvokeAction(this Control ctl, Action action) 
        { 
            if (ctl.IsHandleCreated == true) 
            { 
                ControlFuncContext fc = new ControlFuncContext(ctl, action); 
                ctl.Invoke(new Action(fc.Invoke0)); 
            } 
        }
        public static void InvokeAction<T>(this Control ctl, Action<T> action, T obj) 
        { 
            if (ctl.IsHandleCreated == true) 
            { 
                ControlFuncContext fc = new ControlFuncContext(ctl, action); 
                ctl.Invoke(new Action<T>(fc.Invoke1<T>), obj); 
            } 
        }
        public static void InvokeAction<T0, T1>(this Control ctl, Action<T0, T1> action, T0 obj0, T1 obj1) 
        { 
            if (ctl.IsHandleCreated == true) 
            { 
                ControlFuncContext fc = new ControlFuncContext(ctl, action); 
                ctl.Invoke(new Action<T0, T1>(fc.Invoke2<T0, T1>), obj0, obj1); 
            } 
        } 
    }
使用起来很简单,直接调用扩展方法 InvokeAction 即可,不必去考虑跨线程还是不跨线程这些“环境因素”,跨线程调用,我们已经通过用户不必知晓的方式,把它封装起来了。
再举个例子,写程序经常需要这样一个功能:打开一个图像文件,然后进行处理。正常写法很麻烦,比如,那个filter格式就很容易忘记,那么,我们就把它闭包化,把不该让用户知道,不该让用户敲键盘的都给它封装起来:
public static void OpenFile(this Form element, Action<string> callbackOnFilePath, String filter = "所有文件|*.*")
        {
            String filePath;
            OpenFileDialog dlg = new OpenFileDialog();
            dlg.Filter = filter;
            dlg.FileOk += (object sender, CancelEventArgs e) =>
            {
                filePath = dlg.FileName;
if (callbackOnFilePath != null)
                    callbackOnFilePath(filePath);
            };
            dlg.ShowDialog();
        }
public static void OpenImageFile(this Form element, Action<String> callbackOnFilePath, String filter = "图像文件|*.bmp;*.jpg;*.gif;*.png")
        {
            OpenFile(element, callbackOnFilePath, filter);
        }
</string>
再举一个例子,这个例子是as3中的。在Flex中,控件有一个callLater 方法,在下一帧时进行调用。这个方法非常有用,很多时候,非Flex项目也需要这样的一个方法。下面,我们进行模拟:
package orc.utils 
{ 
    import flash.display.Stage; 
    import flash.events.Event;
    public class CallLaterHelper 
    { 
        public function CallLaterHelper(stage:Stage, callback:Function) 
        { 
            this.callback = callback; 
            this.stage = stage;
            stage.addEventListener(Event.ENTER_FRAME, onStageEnterFrame); 
        } 
        private var stage:Stage; 
        private var callback:Function; 
        private function onStageEnterFrame(event:Event):void
        { 
            stage.removeEventListener(Event.ENTER_FRAME, onStageEnterFrame); 
            if(callback != null) 
            { 
                callback(); 
            } 
        } 
    } 
}

然后在基础控件中,提供callLater方法:

public function callLater(callback:Function):void
{ 
    new CallLaterHelper(this.stage,callback); 
}

总结:

  1. 闭包是一种设计原则,它通过分析上下文,来简化用户的调用,让用户在不知晓的情况下,达到他的目的;
  2. 网上主流的对闭包剖析的文章实际上是和闭包原则反向而驰的,如果需要知道闭包细节才能用好的话,这个闭包是设计失败的

原文发布于微信公众号 - php(phpdaily)

原文发表时间:2015-08-04

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏mathor

HDOJ1257最少拦截系统

 这个题一开始我百思不得其解,后来看了一眼别人的题解标题,最长上升子序列?我当时还纳闷,这和最长上升子序列有什么关系,后来仔细一想还确实是。因为导弹拦截系统...

792
来自专栏阿杜的世界

《重构》阅读笔记-代码的坏味道

开发者必须通过实践培养自己的经验和直觉,培养出自己的判断力:学会判断一个类内有多少个实例变量算是太大、学会判断一个函数内有多少行代码才算太长。

692
来自专栏怀英的自我修炼

Java漫谈2

本周我们的Java漫谈从一个段子说起。话说有一个老程序退休了,在家闲着没事便开始学习写毛笔字,焚香,研墨,铺纸。站在薄如蝉翼白似雪的宣纸面前,提笔闭目。只见那人...

3248
来自专栏take time, save time

你所能用到的数据结构(六)

八、数据结构不一定很枯燥   正如我现在实习的公司的一个同事说的那样,数据结构是一本催眠的书,我想对于大多数人应该是这样的,当然对我也是,看着一大堆的算法,结...

3265
来自专栏我的博客

街灯说javascript学习笔记一

这是我学习javascript这门语言的第二周,下面是心得。 我这两周都是在看教程,然后做实例,但是实例都是一个html文件,不停地预览覆盖,所以没有保存,从下...

2755
来自专栏CDA数据分析师

飞跃式发展的后现代 Python 世界

如果现代Python有一个标志性特性,那么简单说来便是Python对自身定义的越来越模糊。在过去的几年的许多项目都极大拓展了Python,并重建了“Python...

2076
来自专栏小樱的经验随笔

设计模式六大原则(5):迪米特法则

定义:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。 问题由来:类与类之间的关系越密切,耦合度越大,当一个类发生改变时,对另一个类的影响也越大。 解决方案:尽量降低类与...

3016
来自专栏哈雷彗星撞地球

设计模式简介

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。 设计模式代表了最佳的实践,通常被有经验的面向对...

914
来自专栏Java帮帮-微信公众号-技术文章全总结

Java基础-day05-超市收银系统案例题

Java基础-day05-超市收银系统案例题 案例描述 将超市购物小票案例中,键盘录入部分封装为方法。 将switch语句完成的三个分支代码逻辑封装为3个方法 ...

4764
来自专栏互联网开发者交流社区

元素化设计原理及规则v1.0

1475

扫码关注云+社区