Go语言之旅 - 闭包

短命女 2022-12-24 00:42 132阅读 0赞

### 闭包是什么? ###

闭包是在词法上下文中引用了自由变量的函数，这种说法可能太过学术化了，很难理解。

用通俗的话来说, 闭包相当于在一个函数中，去捕获自由变量(在函数外部定义但在函数内被引用的变量) 。当脱离了捕获该自由变量的上下文，依旧可以使用该自由变量。

我们来看一个例子

func test(x int) func() {
        
    	return func() {
        
    		fmt.Println(x)
    	}
    }
    
    func  main()  {
        
    	f := test(1)
    	f()
    }

输出结果为 1

test返回的匿名函数会引用上下文环境变量 x, 当该函数在 main 执行的时候， 它依然可以正确读取 x 的值， 这种现象就称之为闭包

### 那么闭包是如何实现呢? ###

首先我们可以想到这个变量应该不会是在栈中进行分配的，而是在堆中进行分配。如果该变量在栈中进行分配的话，函数返回之后，该变量应该会被回收，所以只可能是在堆中进行分配。

在继续探讨 闭包的实现问题之前，我们可以先去了解一下 ***escape analyze*** 机制

**escape analyze**(逃逸分析机制) 是一种确定指针动态范围的方法-它可以分析程序在哪些地方可以访问到指针，它涉及指针分析和形状分析。

举个例子

func f() *Cursor {
        
        var c Cursor
        c.X = 500
        noinline()
        return &c
    }

这种返回局部变量的办法在C语言上是不允许的，但是在Go语言中是明确规定为合法的，语言会自动识别这种情况并在堆上分配相应的内存，而不是在函数栈上分配内存。

我们可以通过

> **go build --gcflags=-m main.go**

我们可以看到输出

> **./main.go:20: moved to heap: c .  
> /main.go:23: &c escapes to heap 表示c逃逸了，被移到堆中。**

我们重新回到闭包的实现来看，闭包既然是函数和它引用的环境组成，那是不是我们可以通过一个类去进行表示闭包呢？(如C++中的lambda表达式 一样，通过一个匿名类来标志闭包)

我们可以将上述来这样理解

type Closure struct {
        
        F func() int
        i *int
    }

### 闭包有什么意义呢? ###

缩小变量作用域，减少对全局变量的污染，并且闭包可以让我们不用传递参数就可以读取或者修改环境状态。

闭包可以作为一种有自身状态的函数

package main
    
    import (
    	"fmt"
    )
    
    func adder() func() int {
        
    	sum := 0
    	return func() int {
        
    		sum ++
    		return sum
    	}
    }
    
    func main() {
        
    	myAdder := adder()
    	
    	// 从1加到10
    	for i := 1; i <= 10; i++ {
        
    		myAdder()
    	}
    	
    	fmt.Println(myAdder())
    	fmt.Println(myAdder())
    }

输出

11
    12

小结

1.  Go语言能通过escape analyze识别出变量的作用域，自动将变量在堆上分配。将闭包环境变量在堆上分配是Go实现闭包的基础。
2.  返回闭包时并不是单纯返回一个函数，而是返回了一个结构体，记录下函数返回地址和引用的环境中的变量地址。
3.  闭包可以缩小变量作用域，减少对全局变量的污染，可以让我们不用传递参数就可以读取或者修改环境状态