探索c#之函数创建和闭包

swmozowtfl · *发表于* 2015-7-10 20:46:02

阅读目录：
动态创建函数
匿名函数不足之处
理解c#中的闭包
闭包的优点
动态创建函数
大多数同学，都或多或少的使用过。回顾下c#中动态创建函数的进化：
c# 1.0中：
public delegate string dynamicfunction(string name);
public static dynamicfunction getdynamicfunction()
{
return getname;
}
static string getname(string name)
{
return name;
}
var result = getdynamicfunction()(mushroom);
3.0写惯了是不是看起来很繁琐、落后。刚学委托时，都把委托理解成函数指针，也来看下用函数指针实现的：
char getname(char p);
typedef char (*dynamicfunction)(char p);
dynamicfunction getdynamicfunction()
{
return getname;
}
char getname(char p)
{
return p;
};
char result = getdynamicfunction()('m');
对比起来和c# 1.0几乎一模一样了(引用/指针差别)，毕竟是同一家族的。
c# 2.0中，增加匿名函数：
public delegate string dynamicfunction(string name);
dynamicfunction result2 = delegate(string name)
{
return name;
};
c# 3.0中，增加lambda表达式，华丽的转身：
public static func<string, string> getdynamicfunction()
{
return name => name;
}
var result = getdynamicfunction()(mushroom);
匿名函数不足之处
虽然增加lambda表达式，已经极大简化了我们的工作量。但确实有些不足之处：
var result = name => name;
这些写编译时是报错的。因为c#本身强类型语言的，提供var语法糖只是为了省去声明确定类型的工作量。编译器在编译时必须能够完全推断出各参数的类型才行。代码中的name参数类
型，显然在编译时无法推断出来的。
var result = (string name) => name;
func<string, string> result2 = (string name) => name;
expression<func<string, string>> result3 = (string name) => name;
上面直接声明name类型呢，很遗憾这样也是报错的。代码中已经给出答案了，编译器推断不出右边表达式是属于func<string, string>类型还是expression<func<string, string>>类型
。
dynamic result = name => name;
dynamic result1 = (func<string,string>)(name => name);
用dynamic呢，同样编译器也分不出右边是个委托，我们显示转换下就可以了。
func<string, string> function = name => name;
dynamicfunction df = function;
这里定义个func委托，虽然参数和返回值类型都和dynamicfunction委托一样，但编译时还是会报错：不能隐式转换func<string, string>到dynamicfunction，2个类型是不兼容的。
理解c#中的闭包
谈论到动态创建函数，都要牵扯到闭包。闭包这个概念资料很多了，理论部分这里就不重复了。来看看c#代码中闭包：
func<func<int>> a = () =>
{
var age = 18;
return () => //b函数
{
return age;
};
};
var result = a()();
上面就是闭包，可理解为就是：跨作用域访问函数内变量，也有说带着数据的行为。
c#变量作用域一共有三种，即：类变量，实例变量，函数内变量。子作用域访问父作用域的变量(即函数内访问实例/类变量)在我们看来理所当然的，也符合我们一直的编程习惯。
例子中匿名函数b是可以访问上层函数a的变量age。对于编译器而言，a函数是b函数的父作用域，所以b函数访问父作用域的age变量是符合规范的。
int age = 16;
void display()
{
console.writeline(age);
int age = 18;
console.writeline(age);
}
上面编译会报错未声明使用，编译器检查到函数内声明age后，作用域就会覆盖父作用域的age，(像js就undefined了)。
func<int> c = () =>
{
var age = 19;
return age;
};
上面声明个同级函数c，那么a函数是无法访c函数中的age变量的。简单来说就是不可跨作用域访问其他函数内的变量。那编译器是怎么实现闭包机制的呢？
如上图，答案是升级作用域，把a函数升级为一个实例类作用域。在编译代码期间，编译器检查到b函数使用a函数内变量时，会自动生成一个匿名类x，把原a函数内变量age提升为x类的
字段(即实例变量)，a函数提升为匿名类x的实例函数。下面是编译器生成的代码(精简过)：
class program1
{
static func<func<int>> cachedanonymousmethoddelegate2;
static void main(string[] args)
{
func<func<int>> func = new func<func<int>>(program1.b);
int num = func()();
}
static func<int> b()
{
displayclass cl = new displayclass();
cl.age = 18;
return new func<int>(cl.a);
}
}
sealed class displayclass
{
public int age;
public int a()
{
return this.age;
}
}
我们再来看个复杂点的例子：
static func<int, int> getclosurefunction()
{
int val = 10;
func<int, int> interadd = x => x + val;
console.writeline(interadd(10));
val = 30;
console.writeline(interadd(10));
return interadd;
}
console.writeline(getclosurefunction()(30));
输出结果是20、40、60。当看到这个函数内变量val通过闭包被传递的时候，我们就知道val不仅仅是个函数内变量了。之前我们分析过编译器怎么生成的代码，知道val此时是一个匿名
类的实例变量，interadd是匿名类的实例函数。所以无论val传递多少层，它的值始终保持着，直到离开这个(链式)作用域。
关于闭包，在js当中谈论的比较多，同理，可以对比理解下：
function a() {
var age = 18;
return function () {
return age;
}
}
a()();
闭包的优点
对变量的保护。想暴露一个变量值，但又怕声明类或实例变量会被其他函数污染，这时就可以设计个闭包，只能通过函数调用来使用它。
逻辑连续性和变量保持。 a()是执行一部分逻辑，a()()仅接着a()逻辑继续走下去，在这个逻辑上下文期间，变量始终都被保持着，可以随意使用。

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tohme · *发表于* 2016-1-26 17:43:08

原来...发神经是这样的啊...

Acropozelan · *发表于* 2016-1-26 17:43:15

晚安别让小嫁再郁闷了 -

wwdu926a · *发表于* 2016-1-26 17:43:27

机会就像水中的鱼，耐心等待就能上钩。

bqtklouu · *发表于* 2016-1-26 17:43:56

什么啊

wwzcdenleclv · *发表于* 2016-1-26 17:44:13

baidu是相当能折腾我了

Acropozelan · *发表于* 2016-1-28 16:21:54

哎天理何在啊??

mwxny · *发表于* 2016-1-28 16:22:12

这个得知互动技术交流论坛很不错

Mqokjdvq · *发表于* 2016-1-28 16:22:26

哈哈小心被她看见哦~~~~

bqtklouu · *发表于* 2016-1-28 16:22:34

楼主说的是什么？我是小白，好像还没看明白！

探索c#之函数创建和闭包

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