浅析匿名方法中的局部变量

  在上一篇文章中，我讨论了如何使用表达式树来柯里化一个函数。鹤老师提出了一个很简单的解决方法，那就是使用闭包。的确，经过我的测试，无论在性能或者是表现方式上都超越了使用表达式树，这是因为在表达式树组装过程中使用了反射。感谢鹤老师在这里给出的答案，但是细想一下，还是发现使用闭包来做柯里化函数（使用C# 4.0），可能会存在一些风险，这主要是涉及到闭包中局部变量的问题。

  我相信大学习Linq的时候，一定听过“什么叫做延长局部变量生命周期”的言语。今天我主要就是要说明下这个问题，但要澄清一点，我绝对没有反驳鹤老师的意思。只是为大家分享一些开发中可能出现的问题，多一种选择，则多一份收获。

  那么，首先来看看一份答案吧：

 Func<int, int,int> tempCurry = Accumulation;
 Func<int, int> curryed = i => tempCurry(i, 100);

 curryed就是我们柯里化后的函数，编译、运行，一起呵成。完全看不出任何问题。呵呵，本来其实就没有问题（似乎有点废话了），但我把它放在下面的这个应用中又会如何呢？这个函数的目的是把baseSum（累加基数）做为一个变量，然后柯里化10个函数，最后返回到主调函数中去。你能从中看出潜在的风险么？

 static Func<int,int>[] SomethingAboutQuesion()
 {
   var curryedFuncs = new Func<int, int>[10];
   Func<int,int,int> curryTarget=Accumulation;
   for (int baseSum = 1; baseSum <= 10; baseSum++)
   {
     curryedFuncs[baseSum - 1] = count => curryTarget(baseSum, count);
   }
   return curryedFuncs;

 }

  嗯，对了，风险是局部变量baseSum所带来的，因为看似像curryedFuncs中每一个函数都引用了不同的baseSum值，但实际上他们引用的是相同的值，这是为什么呢？我们知道，当在匿名方法中访问当前作用域外的变量时（这种行为称为闭包），编译器会做一些处理，处理的方式可以简单描述如下：与闭包中使用过的且相同作用域的变量(非静态变量，对于静态变量，请自己尝试)以及闭包本身会生成一个类，并且这个类会引用它上一级作用域生成的类（如果有的话），最后，下一级作用域的类会引用上一级作用域生成的类作为一个字段，这样一级一级的递归下去。在上面这段代码中编译器就会为我们自动的生成2个类，其中一个类A包括了for作用域里面的变量baseSum以及闭包本身，另一个类B包括了SomethingAboutQuesion中的curryTarget。并且A中会保存一个B的字段。因此，当修改baseSum的值，其实就是相当于变相修改类A中的baseSum字段，这就是为什么导致风险的原因了。运行返回的所有函数，就会得到下面的这个结果：

 SomethingAboutQuesion().ToList().ForEach(s =>
{
       Console.WriteLine(s(100));
});
 //5061
 //5061
 //5061
 //....
 //5061

 那么如何解决这个问题呢？最简单的解决方法是，我们只需要在离闭包最近的那个作用域中提供一个包裹类，把所有闭包中访问的外部作用域的变量放到包裹类当中，然后让闭包依赖这一个类就行了:

var curryedFuncs = new Func<int, int>[10];
Func<int,int,int> curryTarget=Accumulation;
   for (int baseSum = 1; baseSum <= 10; baseSum++)
   {
       var wapper = new { curryTargerWrapper = curryTarget, baseSumWapper=baseSum };
       curryedFuncs[baseSum - 1] = count => wapper.curryTargerWrapper(wapper.baseSumWapper, count);
   }
   return curryedFuncs;

  请再运行测试代码，即可以得到正确的结果了。但请注意，千万不要在以后对wapper进行赋值（比如wapper=null），值得一提的是，如果重新设置curryTarget的值会如何呢？请尝试一下。

  其实，对于上面这一个问题，在Erlang中是不存在的，因为Erlang这样的函数式编程语言中完全是靠变量复制(copy)而来的。在Erlang中我们可以这样实现Curry：

-module(acc).
-export([curry/2]).


accumulation(Sum,Count) when Count=/=0->
    accumulation(Sum+Count,Count-1);
accumulation(Sum,0)->
    Sum.

curry(Result,Sum)->
   case Sum=<10 of
       true->
             curry([fun(Count)->accumulation(Sum,Count) end|Result],Sum+1);
       false->
           Result
   end.

  然后在shell中运行，即可得到下面的结果：

[(fun(CurryedFun)->CurryedFun(100) end)(X)||X<-acc:curry([],1)].
result: [5060,5059,5058,5057,5056,5055,5054,5053,5052,5051]

  请一定注意匿名方法中访问局部变量的问题，弄清楚到底是复制，还是引用。这样才不会在开发过程中遇到这样稀奇古怪的问题。曾经我有一位朋友就是在，这个问题上纠结了二天。