Go 语言基础入门教程 —— 函数篇:匿名函数和闭包

匿名函数

熟悉 Laravel 框架(一个 PHP Web 框架)的同学对匿名函数应该很熟悉,Laravel 框架中有着大量匿名函数的应用场景,比如路由定义、绑定实现到接口等:

// 路由定义
Route::get('hello', function () {
    return '你好,欢迎访问 Laravel 学院!';
});

// 绑定实现到接口
$this->app->bind('HelpSpot\API', function ($app) {
    return new HelpSpot\API($app->make('HttpClient'));
});

再比如 Swoole 中通过回调函数处理网络事件实现异步事件驱动也是匿名函数的典型应用场景:

//收到请求时触发
$server->on('receive', function(\Swoole\Server $server, $fd, $from_id, $data) {
    //投递异步任务
    $task_id = $server->task($data);
    echo "异步任务投递成功: id=$task_id\n";
    $server->send($fd, "数据已接收,处理中...");
});

可以看到,匿名函数是一种不需要定义函数名的函数声明方式,在多种编程语言中都有实现和支持,比如 PHP、JavaScript(想想 ajax 的实现)等,Go 语言中也提供了对匿名函数的支持,并且形式上和 PHP 类似,无非是要声明参数类型和返回值类型而已:

func(a, b int) int { 
    return a + b
}

和 PHP 一样,Go 语言的匿名函数可以赋值给一个变量或者直接执行:

add := func(a, b int) int {
    return a + b
}

fmt.Println(add(1, 2))  // 调用匿名函数 add

func(a, b int) {
    fmt.Println(a + b)
} (1, 2) // 花括号后直接跟参数列表表示直接调用函数

闭包

Go 语言的匿名函数是一个闭包(Closure),下面我们先来了解一下闭包的概念、价值和应用场景。

闭包的概念和价值

所谓闭包指的是引用了自由变量(未绑定到特定对象的变量,通常在匿名函数外定义)的函数,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上下文环境也不会被释放(比如传递到其他函数或对象中)。或者通俗点说,「闭」的意思是「封闭外部状态」,即使外部状态已经失效,闭包内部依然保留了一份从外部引用的变量。

闭包的价值在于可以作为函数对象或者匿名函数,对于类型系统而言,这意味着不仅要表示数据还要表示代码。支持闭包的多数语言都将函数作为第一类对象(firt-class object,有的地方也译作第一级对象,第一类公民等),就是说这些函数可以存储到变量中作为参数传递给其他函数,能够被函数动态创建和返回。

注:所谓第一类对象指的是运行期可以被创建并作为参数传递给其他函数或赋值给变量的实体,在绝大多数语言中,数值和基本类型都是第一类对象,在支持闭包的编程语言中(比如 Go、PHP、JavaScript、Python 等),函数也是第一类对象,而像 C、C++ 等不支持闭包的语言中,函数不能在运行期创建,所以在这些语言中,函数不是不是第一类对象。

Go 语言中闭包的应用场景

Go 语言中的闭包同样也会引用函数外定义的变量,只要闭包还在被使用,那么被闭包引用的变量会一直存在。

下面我们来看一下 Go 语言中闭包的几个应用示例。

保证局部变量的安全性

闭包内部声明的局部变量无法从外部修改,从而确保了安全性(类似类的私有属性):

var j int = 1

f := func() {
    var i int = 1
    fmt.Printf("i, j: %d, %d\n", i, j)
}

f()
j += 2
f()

上述代码输出结果如下:

i, j: 1, 1
i, j: 1, 3

在上面的示例中,变量 f 指向的闭包引用了局部变量 iji 在闭包内部定义,其值被隔离,不能从外部修改,而变量 j 在闭包外部定义,所以可以从外部修改,闭包持有的只是其引用。

将匿名函数作为参数

我们可以先声明一个外部函数的参数为函数类型,然后定义一个闭包并赋值给指定变量,再将这个变量传递到外部函数中:

import "fmt"

func main() {
    i := 10
    add := func (a, b int) {
        fmt.Printf("Variable i from main func: %d\n", i)
        fmt.Printf("The sum of %d and %d is: %d\n", a, b, a+b)
    }
    callback(1, add);
}

func callback(x int, f func(int, int)) {
    f(x, 2)
}

上述代码的打印结果是:

Variable i from main func: 10
The sum of 1 and 2 is: 3

通过这个示例,我们还验证了虽然 i 变量声明在 main 函数中,在调用 callback 外部函数时传入了匿名函数 add作为参数,add 函数在外部函数中执行,虽然作用域离开了 main 函数,但是还是可以访问到变量 i

将匿名函数作为返回值

最后,我们来演示下闭包作为函数返回值的示例:

package main

import "fmt"

func main() {
    f := addfunc(1)
    fmt.Println(f(2))
}

func addfunc(a int) func(b int) int {
    return func(b int) int {
        return a + b
    }
}

上述代码的打印结果是 3。我们声明 addfunc 函数的返回值是一个函数,并且在 return 时返回一个闭包,这个闭包可以访问外部函数的参数和变量,并持有这些变量,只要闭包存在,这些变量就一直存在,即使脱离了 addfunc 函数的作用域,依然可以访问它们。

原文发布于微信公众号 - 学院君的后花园(geekacademy)

原文发表时间:2019-07-08

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