Swift：闭包(Closures)

一、 基本概念 

闭包（Closures）是自包含的功能代码块，可以在代码中使用或者用来作为参数传值。 在Swift中的闭包与C、OC中的blocks和其它编程语言（如C#）中的lambda, javascript中的函数嵌套等类似。 闭包可以捕获和存储上下文中定义的的任何常量和变量的引用。这就是所谓的变量和变量的自封闭， 因此闭包还会处理所有捕获的引用的内存管理。 全局函数和嵌套函数其实就是特殊的闭包。 闭包的形式有： 

（1）全局函数都是闭包，有名字但不能捕获任何值。 
（2）嵌套函数都是闭包，且有名字，也能捕获封闭函数内的值。 
（3）闭包表达式都是无名闭包，使用轻量级语法，可以根据上下文环境捕获值。 
   
Swift中的闭包有很多优化的地方: 
(1)根据上下文推断参数和返回值类型 
(2)从单行表达式闭包中隐式返回（也就是闭包体只有一行代码，可以省略return） 
(3)可以使用简化参数名，如$0, $1(从0开始，表示第i个参数...) 

(4)提供了尾随闭包语法(Trailing closure syntax) 

二、使用举例（这里所列举的例子，均从《The Swift Programming Language》这本书总结所得）
下面用Swift标准库中的sort方法来一步步简化闭包写法  
 sort函数需要两个参数  
 参数一：数组  
 参数二：一个闭包：带有两个参数，这两个参数类型与数组中的元素类型相同，返回值是Bool
数组：

var names = ["Swift", "Arial", "Soga", "Donary"]

第一种方式：使用函数

func backwards(firstString: String, secondString: String) -> Bool {  
   return firstString > secondString // 降序排序  
 }

调用：

sort(&names, backwards)

这种方式的使用相当于回调backward方法。

第二种方式：使用闭包方式 
完整闭包写法是在花括号内有参数列表和返回值，用关键字in表明闭包体的开始 
（1）  (firstString: String, secondString: String) 闭包参数列表  
（2）  -> Bool 指明闭包返回值类型是Bool  
（3）  in关键字表明闭包体的开始  

sort(&names, { (firstString: String, secondString: String) -> Bool in  
    return firstString > secondString  
    }) 

这里可以进一步简化写法，因为闭包代码比较短，可以写到一行上

sort(&names, { (firstString: String, secondString: String) -> Bool in return firstString > secondString})

下面再进一步简化写法 ：根据环境上下文自动推断出类型 ,参数列表都没有指明类型，也没有指明返回值类型，这是因为swift可以根据上下文推测出 ,firstString和secondString的类型会是names数组元素的类型，而返回值类型会根据return语句结果得到

sort(&names, { firstString, secondString in return firstString > secondString}) 

再进一步简化：隐式返回（单行语句闭包）, 因为闭包体只有一行代码，可以省略return 

sort(&names, { firstString, secondString in firstString > secondString})

再进一步简化：使用简化参数名（$i,i=0,1,2...从0开始的）,Swift会推断出闭包需要两个参数，类型与names数组元素相同 

sort(&names, { $0 > $1 })  

最简单的一种写法：使用操作符

sort(&names, >)

三、 尾随闭包（Trailing Closures）
如果函数需要一个闭包参数作为参数，且这个参数是最后一个参数，而这个闭包表达式又很长时， 使用尾随闭包是很有用的。尾随闭包可以放在函数参数列表外，也就是括号外。就是将原本在参数列表内的闭包提取到函数的后边书写，这样就利于阅读及使用。
1. 还是用sort的方法为例，正常的闭包写法如下：

sort(&names, { (firstString: String, secondString: String) -> Bool in  
    return firstString > secondString  
    }) 

但可以发现，sort函数中，第二个参数非常的长并且不利于阅读，这时，我们可以使用尾随闭包进行改造，代码如下：

sort(&names){
    (firstString, secondString) -> Bool in
    return firstString > secondString
}

2. map方法使用举例，输出一个数组对应的字符串

var numbers = [1,2,3]
let strings = numbers.map({
    (var number) -> String in
    var output = ""
    while number > 0 {
        output = String(number % 10) + output
        number /= 10
    }
    return output
})

注意到，map是一个方法，而其参数就只有一个闭包，所以我们同样可以使用尾随闭包的形式，写成如下形式

var numbers = [1,2,3]
let strings = numbers.map(){
    (var number) -> String in
    var output = ""
    while number > 0 {
        output = String(number % 10) + output
        number /= 10
    }
    return output
}

而map函数没有任何其他的参数，只有一个闭包参数，所以map后面的"()"也可以省略，最终的尾随闭包可以写成如下形式

var numbers = [1,2,3]
let strings = numbers.map{
    (var number) -> String in
    var output = ""
    while number > 0 {
        output = String(number % 10) + output
        number /= 10
    }
    return output
}

四、 捕获值 
闭包可以根据环境上下文捕获到定义的常量和变量。闭包可以引用和修改这些捕获到的常量和变量。在Swift中闭包的最简单形式是嵌套函数。

func increment(#amount: Int) -> (() -> Int) {  
  var total = 0  
  func incrementAmount() -> Int {  
    total += amount // total是外部函数体内的变量，这里是可以捕获到的  
    return total  
  }  
  return incrementAmount // 返回的是一个嵌套函数（闭包）  
}

闭包是引用类型，所以incrementByTen声明为常量也可以修改total

let incrementByTen = increment(amount: 10)   
incrementByTen() // return 10,incrementByTen是一个闭包  
// 这里是没有改变对increment的引用，所以会保存之前的值  
incrementByTen() // return 20     
incrementByTen() // return 30     
  
let incrementByOne = increment(amount: 1)  
incrementByOne() // return 1  
incrementByOne() // return 2      
incrementByTen() // return 40   
incrementByOne() // return 3  

五、 闭包的循环引用问题
在objective-c时期，在使用block的时候不得不考虑block的循环引用问题。当时采取的措施就是将循环引用的一方弱化，比如：

__weak typeof(self) wSelf = self;

在Swift中的闭包中也存在同样的问题，其实大致思路是一致的，我们可以使用unowned 关键字。 
Example， 将一个对象的属性转化为XML形式显示：

class HTMLElement {
    var name: String
    var text: String?
    
    init(name: String, text: String?) {
        self.name = name
        self.text = text
    }
    
    lazy var asHtml: () -> String = {
        [unowned self] in
        if let text = self.text {
            return "<\(self.name)>\(self.text)</\(self.name)>"
        } else {
            return "<\(self.name)>"
        }
    }
}


var html = HTMLElement(name: "Node", text: "Jack")
html.asHtml()

上面的代码中，self对asHtml这个闭包属性有强引用，而asHtml内部又有对self的强引用，所以我们可以使用[unowned self] 将self “弱化”。从而解除了循环引用。

六、 闭包在UIKit实际环境中的使用举例
UI界面如下：

功能很简单
1. 上面灰色的View就是自定义的View（TestView.swift），它包含一个文本输入框和一个“GO”按钮。
2. 后面这一块就是控制器的View（ViewController.swift），它里面包含一个testLabel。
3. 点击"GO"按钮后将文本框中的内容回调到ViewController.swift中的Label显示
TestView.swift 代码：

class TestView: UIView {


    private weak var textField1: UITextField!
    
    var testClosure: ((str1: String) -> Void)?
    
    override init(frame: CGRect) {
        super.init(frame: frame)
        
        var size = UIScreen.mainScreen().bounds.size
        self.frame = CGRectMake(0, 0, size.width, kViewHeight)
        self.backgroundColor = UIColor.grayColor()
        
        var textField1 = UITextField(frame: CGRectMake(10, 30, 150, 30))
        textField1.backgroundColor = UIColor.whiteColor()
        self.addSubview(textField1)
        self.textField1 = textField1
        
        var btn = UIButton(frame: CGRectMake(300, 30, 50, 30))
        btn.setTitle("GO", forState: UIControlState.Normal)
        btn.addTarget(self, action: "showResult", forControlEvents: UIControlEvents.TouchDown)
        self.addSubview(btn)
    }
    
    func showResult() {
        self.testClosure?(str1: self.textField1.text)
    }
    
    required init(coder aDecoder: NSCoder) {
        fatalError("init(coder:) has not been implemented")
    }
}

代码中，我定义了一个testClosure闭包属性，当点击“GO”按钮则会调用其方法。注意到闭包的定义

var testClosure: ((str1: String) -> Void)?

它是可空的，因为在控制器ViewController.swift中不一定完成了对testClosure闭包属性赋值的工作。所以在调用闭包的时候写成

self.testClosure?(str1: self.textField1.text)

而在ViewController.swift赋值的代码如下：

class ViewController: UIViewController {
    
    @IBOutlet weak var testLabel: UILabel!


    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        var tab = TestView()
        tab.testClosure = {
            [unowned self] // 去除循环引用
            (str1: String) -> Void in
            self.testLabel.text = "First Record:\(str1)"
        }
        self.view.addSubview(tab)
    }


    override func didReceiveMemoryWarning() {
        super.didReceiveMemoryWarning()
        // Dispose of any resources that can be recreated.
    }
}