详解Java中的闭包(Closure)
https://blog.csdn.net/lixiangminghate/article/details/70189210
以前总是对闭包(Closure)一知半解的,最近花时间查阅资料,很多地方都讲得语焉不详,看后仍感觉云里雾里的。后来还是研究了下李刚写的《疯狂Java讲义》,里面讲得还是比较清楚,才终于弄清楚了闭包是怎么回事。现在分享研究结果出来,也算是给像我原来一样有疑惑的学习者一个参考。
闭包(Closure)是一种能被调用对象,它保存了创建它的作用域的信息。
Java并不能显式地支持闭包,但对于非静态内部类而言,它不仅记录了其外部类的详细信息,还保留了一个创建非静态内部类对象的引用,并且可以直接调用外部类的private成员,因此可以把非静态内部类当成面向对象领域的闭包。
通过这种仿闭包的非静态内部类,可以很方便地实现回调功能,回调就是某个方法一旦获得了内部类对象的引用后,就可以在合适时候反过来调用外部类的方法。所谓回调,就是允许客户类通过内部类引用来调用其外部类的方法,这是一种非常灵活的功能。
假设有下面的Teachable接口和Programmer基类,它们都提供了一个work方法,这两个方法的方法签名完全相同,但方法功能可能不一样。
interface Teachable
{
void work();
}
public class Programmer
{
private String name;
//Programmer类的两个构造器
public Programmer(){}
public Programmer(String name)
{
this.name = name;
}
//此处省略了name属性的setter和getter方法
...
public void work()
{
System.out.println(name + "在灯下认真敲键盘...");
}
}
假设现在有一个人,既是一个程序员,也是一个教师。也就是说需要定义一个特殊的类,既需要实现Teachable接口,也需要继承Programmer父类。表面上看起来这没有任何问题,问题是Teachable接口和Programmer父类里包含了相同的work方法,如果采用如下代码来定义一个特殊的TeachableProgrammer类:
public class TeachableProgrammer extends Programmer implements Teachable
{
public void work()
{
System.out.println(super.name + "教师在讲台上讲解...");
}
}
显然上面的TeachableProgrammer类只有一个work方法,这个work方法只能进行“教学”,不再可以进行“编程”。但实际需要TeachableProgrammer类里既包含“教学”的work方法,也包含“编程”的work方法。
这个时候,可以通过一个仿闭包的内部类来实现这个功能:
public class TeachableProgrammer extends Programmer
{
public TeachableProgrammer(){}
public TeachableProgrammer(String name)
{
super(name);
}
//教学工作依然由TeachableProgrammer类定义
private void teach()
{
System.out.println(getName() + "教师在讲台上讲解...");
}
private class Closure implements Teachable
{
public void work()
{
teach();
}
}
//返回一个非静态内部类引用,允许外部类通过该非静态内部类引用来回调外部类的方法
public Teachable getCallbackReference()
{
return new Closure();
}
}
上面的TeachableProgrammer只是Programmer类的子类,它可以直接调用Programmer基类的work方法,该类也包含教学的teach方法,但这个方法与Teachable接口没有任何关系,TeachableProgrammer也不能当成Teachable使用。此时创建了一个Closure内部类,它实现了Teachable接口,并实现了教学的work方法(粗体字部分)——但这种实现是通过回调TeachableProgrammer类的teach方法实现的。如果需要让TeachableProgrammer对象进行教学,只需调用Closure内部类(它是Teachable接口的实现类)对象的work方法即可。
TeachableProgrammer类提供了一个获取内部类对象的方法:该方法无需返回Closure类型,只需返回所实现接口:Teachable类型即可,因为它只需要当成一个Teachable对象使用即可。
下面图1是上面三个类和一个接口的类图:
图1:类图
图1清楚地看出Closure内部类的作用,它可实现Teachable接口,也可以当成Teachable使用,而且它是TeachableProgrammer的内部类,是回调TeachableProgrammer对象方法的入口,它的work方法实际上回调了TeachableProgrammer类的teach方法。
下面程序示范了如何让TeachableProgrammer对象既执行“教学”的work方法,也执行“编程”的work方法。
public class TestTeachableProgrammer
{
public static void main(String[] args)
{
TeachableProgrammer tp = new TeachableProgrammer("李刚");
//直接调用TeachableProgrammer类从Programmer类继承到的work方法
tp.work();
//表面上调用的是Closure的work方法,实际上是回调TeachableProgrammer的teach方法
tp.getCallbackReference().work();
}
}
上面程序中粗体字部分,表明上调用了Teachable对象(实际上是Closure对象)的work方法,实际回调了TeachableProgrammer对象的teach方法。内部类对象可以很方便地回调其外部类的属性、方法,这样就可以让编程更加灵活。