[点滴系列][1]：从闭包说起

 　　世界杯车轮战开始了，连通三天，基本进入世界杯状态。看球也不能忘了玩技术，这次打算把接触c#以来的点滴总结起来，让原本模糊的概念清晰起来，博友们一起来吧！

　　[闭包]接触这个词的第一感觉就是晦涩难懂，下面我们就来啃一啃。

一、邂逅[闭包]

　　第一次接触闭包是在js里，先来看代码段[1]：

1 function a() { 

2     var i = 0; 

3     function b() { 

4         alert(++i); 

5     } 

6     return b; 

7 } 

8 var c = a(); 

9 c(); 

js的闭包

　　很简单的代码，细心观察会发现变量i的作用域是在方法a中，也就是说出了方法a后变量i就不起作用了，可代码中的i依然活跃在方法c中，是不是违背了程序的基本规则呢？球出界了队员还在踢。

二、直面[闭包]

　　先来啃啃[闭包]的正经概念，[闭包(Closure)]就是引用了自由变量的表达式，通常是函数(也就是代码段[1]中的函数b)。它的特点是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，通俗的讲就是大家常说的闭包延长了变量的生命期。对照代码段[1]，清晰些了吗？

　　下面来看c#版的，代码段[2]：

 1     public class Program

 2     {

 3         public static Action funcB()

 4         {

 5             Console.WriteLine("funcB Begin..");

 6             int i = 0;

 7             i++;

 8             Console.WriteLine("funcB:" + i);

 9             Action action = () =>

10             {

11                 Console.WriteLine("funcA:" + i);

12             };

13             i = 100;

14             Console.WriteLine("funcB:" + i);

15             Console.WriteLine("funcB End..");

16             return action;

17         }

18         static void Main()

19         {

20             var action = funcB();

21             action();

22             Console.ReadKey();

23         }

24     }

c#的闭包 写法1

 

 1     public class Program

 2     {

 3         public static async Task funcA(Action callback)

 4         {

 5             //停留5秒，缓下节奏

 6             await Task.Delay(5000);

 7             Console.WriteLine("funcA continue..");

 8             callback();

 9         }

10         public static void funcB()

11         {

12             Console.WriteLine("funcB Begin..");

13             int i = 0;

14             i++;

15             Console.WriteLine("funcB:" + i);

16             funcA(() =>

17             {

18                 Console.WriteLine("funcA:" + i);

19             });

20             i = 100;

21             Console.WriteLine("funcB:" + i);

22         }

23         static void Main()

24         {

25             funcB();

26             Console.WriteLine("funcB End..");

27             Console.ReadKey();

28         }

29     }

c#的闭包 写法2

 

　　两个写法目的一样，就是想勾起大家的所有疑问。代码段[2]的运行结果是什么呢？为什么是这样的结果呢？[闭包]真的延长了变量的生命期吗？相信熟悉的人是清楚的，我们要做的是继续深挖。

三、深挖[闭包]

　　我们都懂这只是语法糖，它并没有违背程序的基本规律。下面就抄家伙(.NET Reflector)来窥窥究竟。

                  

                  图[1]                                                                                     图[2]

 

                                                  图[3]

                                                   图[4]

 

                                                    图[5]

一下上了5张图，不要慌，慢慢来。

图[1]是Reflector中Program类的字段、方法、类等的名称列表。我们注意到，除去我们代码中定义的，编译器还自动生成了一个类：c__DisplayClass1 ！！

图[2]是编译器自动生成的类c__DisplayClass1中的一个方法<funcB>b__0的定义，其实就是funcB方法中的那个匿名函数 ()=>{Console.WriteLine("funcA:" + i);} 的实现;

图[3]是编译器自动生成的类c__DisplayClass1的实现的IL代码，请注意方法<funcB>b__0和公共变量i

图[4]、图[5]是funB方法的IL代码，每一段代表的啥意思我都大概做了标注。可以看到：在方法的一开始，编译器就初始化了c__DisplayClass1类的一个实例，之后对于变量i的操作，在IL中其实就是对于起初初始化的那个全局的c__DisplayClass1类实例中的变量i的操作，所以说[闭包]延长了变量的生命期是假象，其实我们一直在操作一个全局的类实例的变量。

四、模仿[闭包]

　　原理基本清楚了，下面我们来自己动手模仿一下编译器做的事。

　　代码段[3]：

 1     public class Program

 2     {

 3         //定义一个全局的c__DisplayClass1类型的变量。

 4         static c__DisplayClass1 displayCls;

 5         /// <summary>

 6         /// 这就是类似于编译器的那个自定义类<>c__DisplayClass1

 7         /// </summary>

 8         sealed class c__DisplayClass1

 9         {

10             public int i;

11 

12             public void b_0()

13             {

14                 Console.WriteLine("funcA:" + i);

15             }

16         }

17         public static Action funcB()

18         {

19             displayCls = new c__DisplayClass1();

20             Console.WriteLine("funcB Begin..");

21             displayCls.i = 0;

22             displayCls.i++;

23             Console.WriteLine("funcB:" + displayCls.i);

24             Action action = displayCls.b_0;

25             displayCls.i = 100;

26             Console.WriteLine("funcB:" + displayCls.i);

27             Console.WriteLine("funcB End..");

28             return action;

29         }

30         static void Main()

31         {

32             var action = funcB();

33             action();

34             Console.ReadKey();

35         }

36     }

类似闭包

　　编译器费尽心思给我们做了一个语法糖，让我们的编程更加轻松优雅。

五、终极想象

　　只上代码，代码段[4]：

 1     public class Program

 2     {

 3         public static List<Action> funcB()

 4         {

 5             List<Action> list = new List<Action>();

 6             Console.WriteLine("funcB Begin..");

 7             int i = 0;

 8             i++;

 9             Console.WriteLine("funcB:" + i);

10             Action action1 = () =>

11             {

12                 Console.WriteLine("funcA:" + i);

13                 i = 200;

14             };

15             Action action2 = () =>

16             {

17                Console.WriteLine("funcA:" + i);

18             };

19             i = 100;

20             Console.WriteLine("funcB:" + i);

21             Console.WriteLine("funcB End..");

22             list.Add(action1);

23             list.Add(action2);

24             return list;

25         }

26         static void Main()

27         {

28             var action = funcB();

29             action[0]();

30             action[1]();

31             Console.ReadKey();

32         }

33     }

终极测试

　　运行结果是什么呢？自己动手，丰衣足食。

 

　　就到这儿吧，有问题的地方希望各位指正，敬礼！