NET也有闭包

在.NET中，函数并不是第一级成员，所以并不能像JavaScript那样通过在函数中内嵌子函数的方式实现闭包，通常而言，形成闭包有一些值得总结的非必要条件：

 嵌套定义的函数。

 匿名函数。

 将函数作为参数或者返回值。

在.NET中，可以通过匿名委托形成闭包：

delegate void MessageDelegate();
 
static void Main(string[] args)
{
    string value = "Hello, Closure.";
 
    MessageDelegate message = delegate()
    {
        Show(value);
    };
 
    message();
}
 
private static void Show(string message)
{
    Console.WriteLine(message);
}

　　

事实上，大部分支持闭包的高级语言中，函数都是第一级成员，函数可以作为参数传递，也可以作为返回值返回，或者作为函数变量。而在.NET中，这一切都可以通过委托来实现，关于委托的详情请参考9.7节“一脉相承：委托、匿名方法和Lambda表达式”，所以上述逻辑也可以通过Lambda表达式实现更简单的代码。

反编译上述示例为IL代码：

.class private auto ansi beforefieldinit Program
    extends [mscorlib]System.Object
{
    .method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
    {
        // 省略
    }
 
    .class auto ansi sealed nested private beforefieldinit <>c__DisplayClass1
        extends [mscorlib]System.Object
    {
        .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor()
        .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed
        {
            // 省略
        }
 
        .method public hidebysig instance void <Main>b__0() cil managed
        {
            // 省略
        }
 
 
        .field public string value
    }
}

　　

通过匿名方法将自动形成闭包，自由变量value被包装在一个内部类（闭包）中，并升级为实例成员，即使创建该变量的方法执行结束，该变量也不会释放，而是在所有回调函数执行之后才被GC回收。自由变量value的生命周期被延长，并不局限为一个局部变量。生命周期的延迟，是闭包带来的福利，但是也往往带来潜在的问题，造成更多的消耗。

1．闭包与函数

像对象一样的操作函数，是闭包发挥的最大作用，从而实现了模块化的编程方式。不过，闭包与函数并不是一回事儿。

 闭包是函数与其引用环境组合而成的实体。不同的引用环境和相同的函数可以组合产生不同的闭包实例。

 函数是一段可执行的代码体，在运行时不会由于上下文环境发生变化。

2．应用闭包

闭包，是函数式编程的精灵，在.NET平台中，这个精灵同样带来诸多方面的应用，典型的表现主要体现在以下几方面。

 定义控制结构，实现模块化应用。闭包实现了以最简单的方式开发粒度最小的模块应用，实现一定程度的算法复用，下例的ForEach为遍历数组元素提供了复用基础，对于加法运算和减法运算而言，在闭包中改变引用环境变量的值，达到最小粒度的模块控制效果。

static void Main()
{
    int[] values = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
 
    int result1 = 0;
    int result2 = 100;
 
    values.ForEach(x => result1 += x);
    values.ForEach(x => result2 -= x);
 
    Console.WriteLine(result1);
    Console.WriteLine(result2);
}

　　

 多个函数共享相同的上下文环境，进而实现通过上下文变量达到数据交流的作用。

static void Main()
{
    int value = 100;
 
    IList<Func<int>> funcs = new List<Func<int>>();
    funcs.Add(() => value + 1);
    funcs.Add(() => value - 2);
 
    foreach (var f in funcs)
    {
        value = f();
        Console.WriteLine(value);
    }
}

　　

数据共享为不同函数的操作间传递数据带来方便，但是这把双刃剑有时又为不需要共享数据的场合带来问题，以上例而言，value变量将在不同的操作中() => value + 1和() => value – 2间共享数据。如果不希望在两次操作间传递数据，需要特别注意引入中间量协调：

static void Main()
{
    int value = 100;
 
    IList<Func<int>> funcs = new List<Func<int>>();
    funcs.Add(() => value + 1);
    funcs.Add(() => value - 2);
 
    foreach (var f in funcs)
    {
        int v = f();
        Console.WriteLine(v);
    }
}