scala学习手记30 - 闭包

首先要弄白闭包的概念。

教材中的说法是：闭包是一种特殊的函数值，闭包中封闭或绑定了在另一个作用域或上下文中定义的变量。这里说闭包是一种特殊的函数值。

维基百科中的说法是：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。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。闭包在运行时可以有多个实例，不同的引用环境和相同的函数组合可以产生不同的实例。在一些语言中，在函数中可以（嵌套）定义另一个函数时，如果内部的函数引用了外部的函数的变量，则可能产生闭包。运行时，一旦外部的函数被执行，一个闭包就形成了，闭包中包含了内部函数的代码，以及所需外部函数中的变量的引用。其中所引用的变量称作上值(upvalue)。这里说，闭包是引用了自由变量的函数，是函数。

到目前为止的scala程序例子里，用于函数值或代码块的变量和值都是绑定的。我们清楚的知道它们都绑定到哪儿，可以是局部变量或是参数。此外，还可以创建有未绑定变量的代码块。调用函数之前，必须绑定它们；不过，它们可以在局部范围和参数列表之外绑定变量。这就是称它们为闭包的原因。

开始正式的程序说明。

先来看这一段代码：

def loopThrough(number: Int)(closure: Int => Unit) {
  for (i <- 1 to number) {
    closure(i)
  }
}

var result = 0
val addIt = { value: Int => result += value }

loopThrough(10) { addIt }
println("Total of values from 1 to 10 is " + result)
result = 0
loopThrough(5) { addIt }
println("Total of values from 1 to 5 is " + result)

上面的代码先创建了一个函数loopTotal()。在这个函数中，从1到第一个参数number之间的值都会参与到第二个参数函数值closure的运算中。

比较特殊的是addIt代表的函数值，在函数值addIt的代码块中，变量value被绑定到参数中，但是代码块中的result却不是在块中或参数列表中定义的。addIt中的result实际上是绑定在外部的变量result上。

随后的代码演示了如何使用闭包。在loopThrough中的每一次运算都会修改result的值。

需要注意的是，闭包中的绑定并不是获得闭包绑定变量值的一份副本，而是直接绑定到变量本身。因此如果将result的值重置为0，闭包也会看到这种变化。下面是另一个例子，闭包绑定到另一个变量product上：

var product = 1
loopThrough(6){product *= _}
println("Product of values from 1 to 5 is " + product)

在上面的代码里，_指向loopThrough()所传入的参数，product绑定到loopThrough()的调用方里叫这个名字的变量上。

看看三次调用loopThrough函数的结果：

这一节勉强算是学完了，但是对于闭包这个概念还是不甚了了。不清楚的地方有这么几点：

• 闭包是什么，是方法？是函数？还是函数值？普通方法是不是也可以视为函数？
• 闭包中是会有一个自由变量的，这个自由变量具体是可以在哪里定义？是在函数里定义？还是在类里定义的？
• 如果闭包就是普通的方法或函数，变量也可以在类里定义，那java中的getter方法是不是也可以被叫做闭包？！显然是不可以的，但是为什么？
• 目前比较可以确定的一点就是在scala中函数值如果引用了外部变量，那么函数值是可以被称为闭包的。但是闭包是不是就一定是函数值？
• 在scala之外的其他语言，闭包是不是也可以当做函数值来使用？

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