跨语言闭包 C#深度解析-CFANZ编程社区

闭包作为前端面试的必考题目
但今天要说的是 主流语言都有闭包 如：C#、Java、C++、swift、Go，一些非主流语言也是有闭包的
所以闭包并不是某个语言特有，闭包是跨越语言的设计
本文代码以C#为主

得心应手

一个闭包就是一个“捕获”了其生成的环境中、所引用的自由变量的函数
这个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

static void Closure()
{
  var x = 1;
    Action action= () =>
      {
         var y = 1;
         var result = x + y;
         Console.WriteLine(result);
         x++;
      };
    action();
    action();
}
   
// 输出:
  2
  3

我们首先定义了一个委托action，它引用了“x”变量（x变量既不是入参，也不是委托内的局部变量），这个变量将被action"捕获”，被自动添加到action 的运行环境
当我们执行action时，原始的“x”已经脱离了它被引用时的作用域环境，但是两次执行能输出2,3 说明它脱离原引用环境仍然能用
当你在代码调试器（debugger）里观察“action”时，可以看到C#编译器为我们创建了一个Target属性，里面封装了 x 变量：

跨语言闭包 C#深度解析_词法

源码追溯，委托继承自Delegate抽象类，Delegate类有个Target 属性(获取当前委托调用实例方法的实例类）
至此可以猜想: 我们每次执行委托，实际是是执行某个匿名类上的实例方法

刨根问底

闭包是词法闭包的简称，维基百科上是这样定义的：
在计算机编程中，闭包是在词法环境中绑定自由变量的头等函数

头等函数

头等函数( First Class)意味着语言将其视为第一类数据类型的函数, 意味着你可以将函数分配给一个变量(或作为参数传递），然后像正常函数一样调用

很明显，C#常使用的委托（C#委托的演进：匿名函数–>lambda表达式）是头等函数

Func<string,string> myFunc = delegate(string var1)
                                {
                                    return "some value";   
                                };
Func<string,string> myFunc = var1 => "some value";  
string myVar = myFunc("something");

自由变量

自由变量是在匿名函数/lambda表达式中被引用的变量，它不是函数的参数也不是函数的局部变量

var myVar = "this is good";
Func<string,string> myFunc = delegate(string var1)
                                {
                                    return var1 + myVar;   
                                };

词法作用域引用的自由变量，注意，是引用自由变量，并不是使用当时自由变量的值

通俗点，就是告知这个变量环境，我这个匿名函数等会执行时要用到这个变量；如果我没被销毁，你不能销毁我引用的自由变量

洗尽铅华

循环内开启的Task任务，并不保证执行顺序

Demo1

static void Closure1()
{
   for (int i = 0; i < 5; i++)
   {                 
     Task.Run(()=> Console.WriteLine(i));
   }
}
//  输出：
5
5
5
5
5

Demo2

static void Closure2()
{
   for (int i = 0; i < 5; i++)
   {
      int j = i;
      Task.Run(() => Console.WriteLine(j));
   }
}
// 输出:
3
0
1
4
2
//  多次执行的结果不一样，但是总是会保持输出 0,1,2,3,4 的乱序组合

Demo1：输出5,5,5,5,5

为什么加上临时变量就能输出"预期"？

Demo2：输出乱序的0,1,2,3,4