闭包（C#）

通常来讲，大家一听到闭包，应该首先会想到JavaScript中的闭包，而不会想到C#中的闭包，但是C#中也是有闭包的，下面就让我来为大家仔细讲解讲解。

在C#中，我们通常知道变量作用域有三种：1、是属于类的，我们常称之为field，2、是属于函数的，我们通常称之为局部变量，3、其实也是属于函数的，不过它的作用范围更小，它只属于函数局部的代码片段，这种我们同样称之为局部变量。

这三种变量的生命周期都属于它所寄存的对象，变量是随着寄存对象的销毁而消亡。

三种作用域可以这样理解：类中的变量是随着类实例化而产生，同时伴随着类对象资源回收而消亡，类中的static和const对象除外；函数的变量随着函数的调用开始而产生，伴随着函数执行结束而结束，函数内部的变量生命周期满足先进后出的特点；

闭包是使用的变量已经脱离其作用域，由于变量和作用域之间存在上下文关系，从而可以在当前环境中继续使用，即上下文环境所定义的一种函数对象。

C#中，闭包允许你将一些行为进行封装，将这个封装的行为当成对象进行传递，但是它能够访问到最初声明时的上下文。

首先我们看一个最简单的javascript中经常见到的关于闭包的例子:

function f1(){
 var n=999;
 return function(){
　　　　alert(n); // 999
 return n;
　　}
}
 var a =f1();
 alert(a()); 

将上面的Java Script代码翻译成C#代码如下：

public class TCloser
 {
 public Func<int> T1()
 {
     var n = 999;
     return () =>
     {
         Console.WriteLine(n);
         return n;
     };
 }
 }
  
 class Program{
     static void Main(){
     var a =new TCloser();
     var b = a.T1();
     Console.WriteLine(b());
   }
 } 

从上面的代码可以看出，变量n是属于函数T1的局部变量，n的生命周期应该是伴随着函数T1的调用结束而结束，但却在返回的委托b中仍能够调用，这正是C#闭包所展示出的威力，其实闭包就相当于委托。

当T1调用返回的匿名委托时，编译器会判断这是合法的，返回的委托b和函数T1存在上下文关系，匿名委托是允许使用它所在的函数或类中的局部变量，从而编译器通过一系列动作使调用的函数T1的局部变量自动闭合，该局部变量满足新的作用范围。

讨论一下C#中的闭包

1、静态全局字段

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        public static int copy;//[0]这个不是闭包
        static void Main()
        {
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)
            {
                copy = counter;
                actions.Add(() => Console.WriteLine(copy));
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
    }
}

//注:Action定义如下:
//public delegate void Action();

2、局部变量(闭包一)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            int copy;//[1]闭包一
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)
            {
                copy = counter;
                actions.Add(() => Console.WriteLine(copy));
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
    }
}

//注:Action定义如下:
//public delegate void Action();

3、局部变量(闭包二)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)
            {
                int copy;//[1]闭包二
                copy = counter;
                //int copy = counter;//换种写法
                actions.Add(() => Console.WriteLine(copy));
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
    }
}

//注:Action定义如下:
//public delegate void Action();

4、局部变量(闭包三)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)//[3]闭包三
            {
                actions.Add(() => Console.WriteLine(counter));
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
    }
}

//注:Action定义如下:
//public delegate void Action();

1:输出什么?
2:输出什么?
3:输出什么?
4:输出什么?

这几个例子，可以将匿名函数进行转换，这样可以看的更清楚。

在1中，“外部变量”copy是类的一个静态成员，因此可以讲匿名函数转换为以下形式：

class Program
    {
        public static int copy;//[0]这个不是闭包
        static void TempMethod()
        {
            Console.WriteLine(copy);
        }
        static void Main()
        {
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)
            {
                copy = counter;
                actions.Add(new Action(TempMethod));
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
    }

2和3中“外部变量”copy是Main方法中的局部变量，局部变量的生存期现在必须至少延长为匿名函数委托的生存期。这可以通过将局部变量“提升”到编译器生成的类的字段来实现。

之后，局部变量的实例化对应于为编译器生成的类创建实例，而访问局部变量则对应于访问编译器生成的类的实例中的字段。而且，匿名函数将会成为编译器生成类的实例方法：

class Program
    {
        static void Main()
        {
            //定义动作组
            TempClass tc = new TempClass();
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)
            {
                tc.copy = counter;
                actions.Add(tc.TempMethod);
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
        class TempClass
        {
            public int copy;
            public void TempMethod()
            {
                Console.WriteLine(copy);
            }
        }
    }

class Program
    {
        static void Main()
        {
            //定义动作组

            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            for (int counter = 0; counter < 10; counter++)
            {
                TempClass tc = new TempClass();
                tc.copy = counter;
                actions.Add(tc.TempMethod);
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
        class TempClass
        {
            public int copy;
            public void TempMethod()
            {
                Console.WriteLine(copy);
            }
        }
    }

4中的“外部变量”counter是for循环的循环因子，因此可以转换为以下形式：

class Program
    {
        static void Main()
        {
            //定义动作组
            List<Action> actions = new List<Action>();
            TempClass tc = new TempClass();
            for (tc.copy = 0; tc.copy < 10; tc.copy++)
            {
                actions.Add(new Action(tc.TempMethod));
            }
            //执行动作
            foreach (Action action in actions) action();
        }
        class TempClass
        {
            public int copy;
            public void TempMethod()
            {
                Console.WriteLine(copy);
            }
        }
    }

闭包就先讲解这么多，下次在更加深入的讲解，欢迎各位宝宝们留言。