函數編程之閉包漫談(Closure)

在學習golang和scala語言時，對閉包這個概念理解的一直不是很好，直到今天看到一篇博文，感受茅塞頓開。下面是全文的轉載：

原文地址：http://www.cnblogs.com/Jifangliang/archive/2008/08/05/1260602.htm

在函數編程中常常用到閉包。閉包是什麼，它是怎麼產生的及用來解決什麼問題呢。給出字面的定義先：閉包是由函數及其相關的引用環境組合而成的實體(即：閉包=函數+引用環境)。這個從字面上很難理解，特別對於一直使用命令式語言進行編程的程序員們。本文將結合實例代碼進行解釋。
函數是什麼
地球人都知道：函數只是一段可執行代碼，編譯後就「固化」了，每一個函數在內存中只有一份實例，獲得函數的入口點即可以執行函數了。在函數式編程語言中，函數是一等公民（First class value：第一類對象，咱們不須要像命令式語言中那樣藉助函數指針，委託操做函數），函數能夠做爲另外一個函數的參數或返回值，能夠賦給一個變量。函數能夠嵌套定義，即在一個函數內部能夠定義另外一個函數，有了嵌套函數這種結構，便會產生閉包問題。如：

>>>   def  ExFunc(n):
     sum = n
      def  InsFunc():
              return  sum + 1
      return  InsFunc

>>>  myFunc = ExFunc( 10 )
>>>  myFunc()
11
>>>  myAnotherFunc = ExFunc( 20 )
>>>  myAnotherFunc()
21
>>>  myFunc()
11
>>>  myAnotherFunc()
21
>>>

在這段程序中，函數InsFunc是函數ExFunc的內嵌函數，而且是ExFunc函數的返回值。咱們注意到一個問題：內嵌函數InsFunc中引用到外層函數中的局部變量sum，IronPython會這麼處理這個問題呢？先讓咱們來看看這段代碼的運行結果。當咱們調用分別由不一樣的參數調用ExFunc函數獲得的函數時（myFunc()，myAnotherFunc()），獲得的結果是隔離的，也就是說每次調用ExFunc函數後都將生成並保存一個新的局部變量sum。其實這裏ExFunc函數返回的就是閉包。

引用環境
按照命令式語言的規則，ExFunc函數只是返回了內嵌函數InsFunc的地址，在執行InsFunc函數時將會因爲在其做用域內找不到sum變量而出錯。而在函數式語言中，當內嵌函數體內引用到體外的變量時，將會把定義時涉及到的引用環境和函數體打包成一個總體（閉包）返回。如今給出引用環境的定義就容易理解了：引用環境是指在程序執行中的某個點全部處於活躍狀態的約束（一個變量的名字和其所表明的對象之間的聯繫）所組成的集合。閉包的使用和正常的函數調用沒有區別。

因爲閉包把函數和運行時的引用環境打包成爲一個新的總體，因此就解決了函數編程中的嵌套所引起的問題。如上述代碼段中，當每次調用ExFunc函數時都將返回一個新的閉包實例，這些實例之間是隔離的，分別包含調用時不一樣的引用環境現場。不一樣於函數，閉包在運行時能夠有多個實例，不一樣的引用環境和相同的函數組合能夠產生不一樣的實例。