闭包的概念、形式与应用

清单 10. 加强模块化

nums = [10,3,22,34,17]
sum = 0
nums.each{|n| sum = n}
print sum

这种处理方法多少有点像我们熟悉的回调函数,不过要比回调函数写法更简单,功能更强大.在闭包里引用环境是函数定义时的环境,在闭包里改变引用环境中变量的值,直接就可以反映到它定义时的上下文中,这是通常的回调函数所不能做到的.这个例子说明闭包可以使我们把模块划分得更小.

抽象

闭包是数据和行为的组合,这闭包具有较好抽象能力,下面的代码通过闭包来模拟面向对象编程.函数 make_stack 用来生成 stack 对象,它的返回值是一个闭包,这个闭包作为一个 Dispatcher,当以 “push” 或 “pop” 为参数调用时,返回一个与函数 push 或 pop 相关联的闭包,进而可以操作 data 中的数据.

清单 11. 抽象

function make_stack()

local data = {};
local last = -1;

local function push(e)
last = last 1;
data[last] = e;
end

local function pop()
if last == -1 then
return nil
end
last = last - 1
return data[last 1]
end

return function (index)
local tb = {push=push, pop=pop}
return tb[index]
end
end

s = make_stack()

s("push")("test0")
s("push")("test1")
s("push")("test2")
s("push")("test3")

print(s("pop")())
print(s("pop")())
print(s("pop")())

如果加入一些方便调用“对象方法”的语法糖,这看起来很像是面向对象的语法.当然 Lua 中有自己的面向对象语法和机制,几乎看不到有人写这样的 Lua 代码,但是对于 Scheme 等没有内建面向对象支持也没有内建复杂数据抽象机制的语言,使用闭包来进行抽象是非常重要的手段.

简化代码

我们来考虑一个常见的问题.在一个窗口上有一个按钮控件,当点击按钮时会产生事件,如果我们选择在按钮中处理这个事件,那就在按钮控件中保存处理这个事件时需要的各个对象的引用.另一种选择是把这个事件转发给父窗口,由父窗口来处理这个事件,或是使用监听者模式.无论哪种方式,编写代码都不太方便,甚至要借助一些工具来帮助生成事件处理的代码框架.用闭包来处理这个问题则比较方便,可以在生成按钮控件的同时就写下事件处理代码.比如在 Ruby 中可以这样写：

清单 12. 简化代码

song = Song.new
start_button = MyButton.new("Start") { song.play }
stop_button = MyButton.new("Stop") { song.stop }

更多

闭包的应用远不止这些,这里列举的只能算是冰山一角而已,并且更多的用法还不断发现中.要想了解更多的用法,多看一些代码应该是个不错的选择.

总结

闭包能优雅地解决很多问题,很多主流语言也顺应潮流,已经或将要引入闭包支持.相信闭包会成为更多人爱不释手的工具.闭包起源于函数语言,也许掌握一门函数语言是理解闭包的最佳途径,通过学习函数语言可以了解不同的编程思想,有益于写出更好的程序.

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