Go语言--函数作为值-类型-返回值、匿名函数、闭包

女爷i 2022-05-16 12:48 188阅读 0赞

### 概要 ###

地球人都知道：函数只是一段可执行代码，编译后就“固化”了，每个函数在内存中只有一份实例，得到函数的入口点便可以执行函数了。go语言中函数可以作为另一个函数的参数或返回值，可以赋给一个变量。函数可以嵌套定义（使用匿名函数），即在一个函数内部可以定义另一个函数，有了嵌套函数这种结构，便会产生闭包问题。闭包是一个函数值，他来自函数体外部的变量引用。

下面分别介绍：**Go中的函数**、**函数作为值与类型**、**函数作为返回值**、**匿名函数**、**闭包**

--------------------

### Go中的函数 ###

函数是Go里面的核心设计，它通过关键字func来申明，他的格式如下：

函数是Go里面的核心设计，它通过关键字func来申明，他的格式如下
    func funcname(input1 type1, input2 type2) (output1 type1, output2 type2) {
             //这里是处理逻辑代码
             //返回多个值
             return value1, value2
    }

函数有以下特征：

*  关键字func用来申明一个函数funcname，匿名函数可以没有funcname。
 *  函数可以有一个或者多个参数，每个参数后面带有类型，通过,分隔
 *  函数可以返回多个值
 *  上面返回值申明了两个变量output1和output2，如果你不想申明也可以，直接就两个类型
 *  如果只有一个返回值且不申明返回值变量，那么你可以省略用以包括返回值的括号
 *  如果没有返回值，那么就直接省略最后的返回信息

--------------------

### 函数作为值、类型 ###

在Go中函数也是一种变量，我们可以通过type来定义他，他的**类型**就是所有拥有相同的参数，相同的返回值的一种类型

type type_name func(input1 inputType1 [, input2 inputType2 [, ...]) (result1 resultType1 [, ...])

函数作为类型到底有什么好处呢？那就是可以把这个类型的函数当做值来传递，请看下面的例子。

package main
    import "fmt"
    
    type test_int func(int) bool //申明了一个函数类型
    
    func isOdd(integer int) bool {
            if integer%2 == 0 {
                   return false
           }
           return true
    }
    
    func isEven(integer int) bool {
           if integer%2 == 0 {
                  return true
           }
           return false
    }
    
    //申明的函数类型在这个地方当做了一个参数
    func filter(slice []int, f test_int) []int {
           var result []int
           for _, value := range slice {
                  if f(value) {
                         result = append(result, value)
                  }
           }
           return result
    }
    
    func main(){
           slice := []int {1, 2, 3, 4, 5, 7}
           fmt.Println("slice = ", slice)
           odd := filter(slice, isOdd) //函数当做值来传递了
           fmt.Println("Odd elements of slice are: ", odd)
           even := filter(slice, isEven)//函数当做值来传递了
           fmt.Println("Even elements of slice are: ", even)
    }

函数当做值和类型在我们写一些通用接口的时候非常有用，通过上面例子我们看到test\_int这个类型是一个函数类型，然后两个filter函数的参数和返回值与test\_int类型是一样的，但是我们可以实现很多种的逻辑，这样使得我们的程序变得非常的灵活。

--------------------

### 函数作为返回值 ###

假如你拥有一份吃过寿司的人的清单, 你是否能够根据人名确定他是否在清单上? 这是个很简单的问题, 你只需遍历清单. 嗯, 如果你go的功底很弱, 不知道怎么遍历清单那怎么办? 没关系, 我会给你提供一个刷选器:

func Screen(patients []string) func(string) bool {
             // 定义匿名函数并返回
             return func(name string) bool {
                      for _, soul := range patients {
                               if soul == name {
                                        return true
                               }
                      }
                      return false
             }
    }

Screen方法会将刷选的函数返回给调用方, 这样你就可以不用懂怎么去遍历清单了, 你只需调用我返回给你的函数就可以:

// 吃过寿司的人的清单
    those_who_bought_sushi := []string{"Anand", "JoJo", "Jin", "Mon", "Peter", "Sachin"}
    // 得到刷选器函数
    bought_sushi := Screen(those_who_bought_sushi)
    // 调用刷选器函数就可以知道某人是否在清单上
    fmt.Println(bought_sushi("Anand")) // true
    fmt.Println(bought_sushi("Alex")) // false

--------------------

### 匿名函数 ###

匿名函数是指不需要定义函数名的一种函数实现方式。

在Go语言中，函数可以像普通变量一样被传递或使用，这与C语言的回调函数比较类似。不同的是，Go语言支持随时在代码里定义匿名函数。匿名函数由一个不带函数名的函数声明和函数体组成：

func(a,b int,z float64)bool{
       return a*b<int(z)
    }

匿名函数可以直接赋值给一个变量或者直接执行：

f := func(x, y int) int {
        return x + y
    }
    
    func(ch chan int) {
        ch <- ACK
    }(reply_chan) //括号内跟参数列表，表示函数调用

--------------------

### 闭包 ###

**基本概念**

闭包是可以包含自由(未绑定到特定对象)变量的代码块，这些变量不在这个代码快或者任何全局上下文中定义，而是在定义代码块的环境中定义。要执行的代码块(由于自由变量包含在代码块中，所以这些自由变量以及它们引用的对象的没有被释放)为自由变量提供绑定的计算环境(作用域)。

**闭包的价值**

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级对象，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，最重要的是能够被函数动态创建和返回。

**Go语言中的闭包**

Go语言中的闭包同样也会引用到函数外的变量。闭包的实现确保只要闭包还被使用，那么被闭包引用的变量会一直存在。示例如下：

package main
    import(
      "fmt"
    )
    
    func main(){
       var j int = 5
       a:=func() (func()){
           var i int = 10
           return func(){
               fmt.Printf("i, j:%d, %d\n",i,j)
           }
       }()//将一个无需参数返回值为匿名函数的函数赋值给a()
    
       a()
       j*=2
       // i*=2这样是错的
       a()
    }
    
    执行结果：
    i, j: 10, 5
    1, j: 10, 10

在上面的例子中，变量a指向的闭包函数引用了局部变量i和j，i的值被隔离，在闭包外不能被修改，改变j的值以后，再次调用a，发现结果是修改过的值。

在变量a指向的闭包函数中，只有内部的内部的匿名函数才能访问变量i，而无法通过其他途径访问到，因此保证了i的安全性。

**栗子详解**

Go指南中有一篇例子,代码如下：

func adder() func(int) int {
        sum := 0
        return func(x int) int {
            sum += x
            return sum
        }
    }
    func demoFunction2() {
        pos, neg := adder(), adder()
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println(pos(i), neg(-2 * i),
            )
        }
    }

打印出的结果，什么情况？

0 0
    1 -2
    3 -6
    6 -12
    10 -20
    15 -30
    21 -42
    28 -56
    36 -72
    45 -90

实际上，在pos, neg := adder(), adder()的时候，pos和neg引用不仅得到了上面的那个闭包，也得到了sum这个在引用中的”闭包级别变量”(这个名字我瞎取的，感觉这么形容好点)，，所以实际上每次调用pos(i)和neg(-2 \* i)，都是改变了sum的值并存在pos引用对应的函数中了，可以在这个函数中加上一句代码，让整个过程更加直观：

return func(x int) int {
         fmt.Println(">>>>>>",sum)
         sum += x
         return sum
    }

当我们运行程序，再次打印结果，就会是下面的:

>>>>>> 0
    >>>>>> 0
    0 0
    >>>>>> 0
    >>>>>> 0
    1 -2
    >>>>>> 1
    >>>>>> -2
    3 -6
    >>>>>> 3
    >>>>>> -6
    6 -12
    >>>>>> 6
    >>>>>> -12
    10 -20
    >>>>>> 10
    >>>>>> -20
    15 -30
    >>>>>> 15
    >>>>>> -30
    21 -42
    >>>>>> 21
    >>>>>> -42
    28 -56
    >>>>>> 28
    >>>>>> -56
    36 -72
    >>>>>> 36
    >>>>>> -72
    45 -90

这下是不是更好理解了，以pos(i)为例，每次计算完之后，sum保存了计算的结果:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>sum</th> 
   <th>x</th> 
   <th>return</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>pos(0)</td> 
   <td>0</td> 
   <td>0</td> 
   <td>0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(1)</td> 
   <td>0</td> 
   <td>1</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(2)</td> 
   <td>1</td> 
   <td>2</td> 
   <td>3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(3)</td> 
   <td>3</td> 
   <td>3</td> 
   <td>6</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(4)</td> 
   <td>6</td> 
   <td>4</td> 
   <td>10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(5)</td> 
   <td>10</td> 
   <td>5</td> 
   <td>15</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(6)</td> 
   <td>15</td> 
   <td>6</td> 
   <td>21</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(7)</td> 
   <td>21</td> 
   <td>7</td> 
   <td>28</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(8)</td> 
   <td>28</td> 
   <td>8</td> 
   <td>36</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pos(9)</td> 
   <td>36</td> 
   <td>9</td> 
   <td>45</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

也就是说，`sum`的生命周期是跟接收`adder()`的变量`pos`, `neg`的声明周期是一致的。

--------------------

**End**