Go回調(diào)函數(shù)和閉包

當(dāng)函數(shù)具備以下兩種特性的時(shí)候，就可以稱(chēng)之為高階函數(shù)(high order functions)：

• 函數(shù)可以作為另一個(gè)函數(shù)的參數(shù)(典型用法是回調(diào)函數(shù))
• 函數(shù)可以返回另一個(gè)函數(shù)，即讓另一個(gè)函數(shù)作為這個(gè)函數(shù)的返回值(典型用法是閉包)

一般來(lái)說(shuō)，附帶的還具備一個(gè)特性：函數(shù)可以作為一個(gè)值賦值給變量。

f := func(){...}
f()

由于Go中函數(shù)不能嵌套命名函數(shù)，所以函數(shù)返回函數(shù)的時(shí)候，只能返回匿名函數(shù)。

先簡(jiǎn)單介紹下高階函數(shù)，然后介紹閉包。

高階函數(shù)示例

例如，將函數(shù)作為另一個(gè)函數(shù)的參數(shù)：

package main

import "fmt"

func added(msg string, a func(a, b int) int) {
	fmt.Println(msg, ":", a(33, 44))
}

func main() {
	// 函數(shù)內(nèi)部不能嵌套命名函數(shù)
	// 所以main()中只能定義匿名函數(shù)
	f := func(a, b int) int {
		return a + b
	}
	added("a+b", f)
}

以下示例是函數(shù)返回另一個(gè)函數(shù)：

package main

import "fmt"

func added() func(a, b int) int {
	f := func(a, b int) int {
		return a + b
	}
	return f
}

func main() {
	m := added()
	fmt.Println(m(33, 44))
}

回調(diào)函數(shù)(sort.SliceStable)

將函數(shù)B作為另一個(gè)函數(shù)A的參數(shù)，可以使得函數(shù)A的通用性更強(qiáng)，可以隨意定義函數(shù)B，只要滿(mǎn)足規(guī)則，函數(shù)A都可以去處理，這比較適合于回調(diào)函數(shù)。

在Go的sort包中有一個(gè)很強(qiáng)大的Slice排序工具SliceStable()，它就是將排序函數(shù)作為參數(shù)的：

func SliceStable(slice interface{}, less func(i, j int) bool)

這個(gè)函數(shù)是什么意思呢？給定一個(gè)名為slice的Slice結(jié)構(gòu)，使用名為less的函數(shù)去對(duì)這個(gè)slice排序。這個(gè)less函數(shù)的結(jié)構(gòu)為less func(i, j int) bool，其中i和j指定排序依據(jù)。Go中已經(jīng)內(nèi)置好了排序的算法，我們無(wú)需自己去定義排序算法，Go會(huì)自動(dòng)從Slice中每次取兩個(gè)i和j索引對(duì)應(yīng)的元素，然后去回調(diào)排序函數(shù)less。所以我們只需要傳遞升序還是降序、根據(jù)什么排序就可以。

例如：

package main

import (
	"fmt"
	"sort"
)

func main() {
	s1 := []int{112, 22, 52, 32, 12}
    // 定義排序函數(shù)
	less := func(i, j int) bool {
        // 降序排序
		return s1[i] > s1[j]
        // 升序排序：s1[i] < s1[j]
	}
    //
	sort.SliceStable(s1, less)
	fmt.Println(s1)
}

這里的排序函數(shù)就是回調(diào)函數(shù)。每取一次i和j對(duì)應(yīng)的元素，就調(diào)用一次less函數(shù)。

可以將排序函數(shù)直接寫(xiě)在SliceStable()的參數(shù)位置：

sort.SliceStable(s1, func(i, j int) bool {
	return s1[i] > s1[j]
})

還可以更強(qiáng)大更靈活。例如，按照字符大小順序來(lái)比較，而不是按照數(shù)值大小比較：

package main

import (
	"fmt"
	"sort"
	"strconv"
)

func main() {
	s1 := []int{112, 220, 52, 32, 42}
	sort.SliceStable(s1, func(i, j int) bool {
		// 將i和j對(duì)應(yīng)的元素值轉(zhuǎn)換成字符串
		bi := strconv.FormatInt(int64(s1[i]), 10)
		bj := strconv.FormatInt(int64(s1[j]), 10)
		// 按字符順序降序排序
		return bi > bj
	})
	fmt.Println(s1)
}

按照字符串長(zhǎng)度來(lái)比較：

package main

import (
	"fmt"
	"sort"
)

func main() {
	s1 := []string{"hello","malong","gaoxiao"}
	sort.SliceStable(s1, func(i, j int) bool {
		// 按字節(jié)大小順序降序排序
		return len(s1[i]) > len(s1[j])
	})
	fmt.Println(s1)
}

更嚴(yán)格地說(shuō)是按字節(jié)數(shù)比較，因?yàn)閘en()操作字符串時(shí)獲取的是字節(jié)數(shù)而非字符數(shù)。如果要按照字符數(shù)比較，則使用如下代碼：

package main

import (
	"fmt"
	"sort"
)

func main() {
	s1 := []string{"hello","世界","gaoxiao"}
	sort.SliceStable(s1, func(i, j int) bool {
		// 按字節(jié)大小順序降序排序
		return len([]rune(s1[i])) > len([]rune(s1[j]))
	})
	fmt.Println(s1)
}

閉包

函數(shù)A返回函數(shù)B，最典型的用法就是閉包(closure)。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，閉包就是"一個(gè)函數(shù)+一個(gè)作用域環(huán)境"組成的特殊函數(shù)。這個(gè)函數(shù)可以訪問(wèn)不是它自己內(nèi)部的變量，也就是這個(gè)變量在其它作用域內(nèi)，且這個(gè)變量是未賦值的，而是等待我們?nèi)ベx值的。

例如：

package main

import "fmt"

func f(x int) func(int) int{
    g := func(y int) int{
        return x+y
    }
    // 返回閉包
    return g
}

func main() {
    // 將函數(shù)的返回結(jié)果"閉包"賦值給變量a
    a := f(3)
    // 調(diào)用存儲(chǔ)在變量中的閉包函數(shù)
    res := a(5)
    fmt.Println(res)

    // 可以直接調(diào)用閉包
    // 因?yàn)殚]包沒(méi)有賦值給變量，所以它稱(chēng)為匿名閉包
    fmt.Println(f(3)(5))
}

上面的f()返回的g之所以稱(chēng)為閉包函數(shù)，是因?yàn)樗且粋€(gè)函數(shù)，且引用了不在它自己范圍內(nèi)的變量x，這個(gè)變量x是g所在作用域環(huán)境內(nèi)的變量，因?yàn)閤是未知、未賦值的自由變量。

如果x在傳遞給g之前是已經(jīng)賦值的，那么閉包函數(shù)就不應(yīng)該稱(chēng)為閉包，因?yàn)檫@樣的閉包已經(jīng)失去意義了。

下面這個(gè)g也是閉包函數(shù)，但這個(gè)閉包函數(shù)是自定義的，而不是通過(guò)函數(shù)返回函數(shù)得到的。

package main

import "fmt"

func main() {
	// 自由變量x
	var x int
	// 閉包函數(shù)g
	g := func(i int) int {
		return x + i
	}
	x = 5
	// 調(diào)用閉包函數(shù)
	fmt.Println(g(5))
	x = 10
	// 調(diào)用閉包函數(shù)
	fmt.Println(g(3))
}

之所以這里的g也是閉包函數(shù)，是因?yàn)間中訪問(wèn)了不屬于自己的變量x，而這個(gè)變量在閉包函數(shù)定義時(shí)是未綁定值的，也就是自由變量。

閉包的作用很明顯，在第一個(gè)閉包例子中，f(3)退出后，它返回的閉包函數(shù)g()仍然記住了原本屬于f()中的x=3。這樣就可以讓很多閉包函數(shù)共享同一個(gè)自由變量x的值。

例如，下面的a(3)、a(5)、a(8)都共享來(lái)自f()的x=3。

a := f(3)
a(3)
a(5)
a(8)

再往外層函數(shù)看，f(3)可以將自由變量x綁定為x=3，自然也可以綁定為x=5、x=8等等。

所以，什么時(shí)候使用閉包？一般來(lái)說(shuō)，可以將過(guò)程分成兩部分或更多部分都進(jìn)行工廠化的時(shí)候，就適合閉包(實(shí)際上，有些地方直接將閉包稱(chēng)呼為工廠函數(shù))。第一個(gè)部分是可以給自由變量批量綁定不同的值，第二部分是多個(gè)閉包函數(shù)可以共享第一步綁定后的自由變量。

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