[iOS、Unity、Android] 浅谈闭包的使用方法

前言

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我们经常所编程语言的的进步速度是落后于硬件的发展速度的。

但是最近几年，闭包语法在各个语言中都有自己的体现形式，例如

　　•　　C语言中使用函数指针作为回调函数的入口；

　　•　　Java和C#语言中的Lambda语法表达式;

　　•　　Objective-C语言中的Blocks语法;

　　•　　C#语言中的Delegates语法;

　　•　　C++语言中的Functions对象;

历史

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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，用于在他的SECD 机器上对表达式求值。Joel Moses 认为是 Landin 发明了 闭包 这一术语，用来指代某些其开放绑定（自由变量）已经由其语法环境完成闭合（或者绑定）的 lambda 表达式，从而形成了 闭合的表达式，或称闭包。

使用方法

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C++语言中的Functions对象:

C++11标准开始支持闭包，这是一种特殊的函数对象，由特殊的语言结构—— lambda表达式 自动构建。

C++闭包中保存了全部nonlocal变量的拷贝或引用。

如果是对外界环境中的对象的引用，且闭包执行时该外界环境的变量已经不存在（如在调用栈上已经unwinding），那么可导致undefined behavior，因为C++并不扩展这些被引用的外界环境的变量的生命期。

常见代码如下:

//
//  main.cpp
//  Interface
//
//  Created by lewis on 4/30/15.
//  Copyright (c) 2015 lewis. All rights reserved.
//

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

//构造string向量
vector<string> GetNameList()
{
    static vector<string> names;
    
    names.push_back("刘辉");
    names.push_back("李静波");
    names.push_back("崔亚允");
    names.push_back("赵雅");
    names.push_back("管辉");
    names.push_back("白志刚");
    names.push_back("王斌");
    names.push_back("白雅静");
    names.push_back("张浩");

    return names;
}

void foo(string myname) {
    vector<string> names = GetNameList();
    
    //通过遍历string向量,使用闭包完成判断条件
    vector<string>::iterator i = find_if(names.begin(), names.end(), [&](const string& s){
        
        //判断操作值与参数相等是否相等
        return s == myname;
    });
    

    
    //输出判断得到的结果
    cout  <<(string)(*i) << endl;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

    foo("刘辉");
    
    return 0;
}

1、声明闭包变量

C++中闭包的声明语法，要使用 function 类型来声明变量，如下所示

 std::function<float(float)> colsure; 

其中，第一个 float 代表了闭包的返回值类型,第二个 float 代表了闭包的参数数据类型为浮点型

2、赋值闭包变量

C++中闭包的赋值语法，要使用 [=] 或 [&] 符号开头，如下所示

colsure = [=](float f) {
      f += 10.0f;
      return f;
};

其中, [=] 代表了我们将要进行的闭包传值是单向赋值

 [&] 在使用过程中，经常作为引用传值使用，如下所示

std:function<float(float&)> col;
col = [&](float& f){
      f += 10.0f;
      return f;      
};

 3、使用闭包变量

使用 [=] 和 [&] 声明并且赋值后的闭包变量，在使用结束后的结果如下

//声明一个浮点型变量
float floatValue = 1.0f;
//声明计算结果浮点型变量
float resultValue = 0.0f;

//使用[=]类型的闭包变量
resultValue = colsure(floatValue);
//输入结果
std::cout<<floatValue<<":"<<resultValue<<endl;

//使用[&]类型的闭包变量
resultValue = col(floatValue);
std::cout<<floatValue<<":"<<resultValue<<endl;

通过打印的结果,

1.0:10.0
10.0:10.0

 [=] 和 [&] 分别代表了值传递和引用传递的两种方式。

Objective-C中的Blocks变量:

Blocks语法支持的系统版本为OS X 8或者更高版本，iOS 4或者更高版本.

常见的代码如下:

//
//  main.m
//  BlockSample
//
//  Created by lewis on 4/30/15.
//  Copyright (c) 2015 lewis. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>


NSArray *GetNameList()
{
    static NSMutableArray *names = nil;
    
    if (names == nil) {
        names = [[NSMutableArray alloc] init];
        [names addObject:@"刘辉"];
        [names addObject:@"崔亚允"];
        [names addObject:@"李静波"];
        [names addObject:@"赵雅"];
        [names addObject:@"管辉"];
        [names addObject:@"王斌"];
        [names addObject:@"张浩"];
    }
    
    return names;
}

void foo(NSString *myname)
{
    //获取到姓名列表
    NSArray *names = GetNameList();
    
    
    //通过遍历数组对象,使用Block进行判断
    NSInteger index = [names indexOfObjectPassingTest:^BOOL(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
        return [obj isEqualToString:myname];
    }];
    
    
    //输出结果
    NSLog(@"%@",names[index]);
}


int main(int argc, const char * argv[])
{
    foo(@"崔亚允");
    return 0;
}

1、声明Block语法变量

 float(^block)(float); 

我们会发现，Blocks语法变量的声明语法与函数指针变量的声明语法 float(*pointer)(float); 非常类似，只是在运算符号上有区别；

2、赋值Block语法变量

block = ^ (float f){
        f += 10.0f;
        return f;
};

 在对Blocks变量进行赋值时，要注意所有的Block变量都是用 "^" 运算符号来开头，并且有返回值类型的Block变量，在Block代码块内部的return 返回类型要相同。

详细的Block语法参考:http://www.cnblogs.com/daxiaxiaohao/p/3913467.html

C#语言中的Lambda表达式:

Lambda表达式实在C#4中出现的语法糖，用来提高程序的开发效率，简化Func类型变量和delegate对象的写法。

常见的代码如下:

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace LambdaSample
{
	class MainClass
	{
		public static List<string> GetNameList()
		{
			List<string> names = new List<string> ();

			names.Add ("刘辉");
			names.Add ("崔亚允");
			names.Add ("李静波");
			names.Add ("赵雅");
			names.Add ("管辉");
			names.Add ("白志刚");

			return names;
		}

		public static void foo(string myname)
		{
			//获取姓名列表
			List<string> names = GetNameList ();

			//通过Lambda表达式作为判断条件进行查询
			string result = names.Find ((x) => {
				return x == myname;
			});

			//输入查询结果
			Console.WriteLine(result);
		}

		public static void Main (string[] args)
		{
			//测试
			foo ("崔亚允");
		}
	}
}

1、声明C#语言中的Lambda表达式变量

在C#语言中，可以通过 Func 类型来声明Lambda变量，如下所示:

Func<float,float> func;

或者使用 delegate 类型来声明Lambda变量，如下所示:

//定义一个delegate类型Interface
delegate float Interface(float x);

public static void Main (string[] args)
{
     //使用Interface类型来声明Lambda变量
     Inteface inter_func;    
}

2、赋值C#语言中的Lambda表达式变量

在C#语言中，使用 => goes to 运算符来生成变量，如下所示:

func = (x) => {
    x += 10.0f;
    return x;
};

  => goes to运算符的左边是闭包类型的浮点型参数，右边是闭包变量准备进行的逻辑运算，以 {} 包括。

3、使用C#语言中的Lambda表达式变量

和调用函数一样，如下所示:

//声明Func类型变量
Func<float,float> func;

//为func赋值Lambda闭包
func = (x) => {
    x += 10.0f;
    return x;
};

float floatValue = 1.0f;
float resultValue = 0.0f;

//调用func变量，计算结果并且赋值给resultValue
resultValue = func (floatValue);

//进行输出
Console.WriteLine (resultValue);

总结 

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其实在计算机科学中，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。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。

需要注意的一点是

闭包一词经常和匿名函数混淆。这可能是因为两者经常同时使用，但是它们是不同的概念!!!!