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C#中閉包的實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)詳解

 更新時(shí)間：2025年01月02日 10:27:12   作者：嘯貓先生  
閉包并不是某一個(gè)語言中特有的概念,在主流的編程語言中都有這個(gè)特性,閉包可以讓一個(gè)內(nèi)部方法可以訪問它所在外部方法中的變量,并可以對(duì)變量的值進(jìn)行修改,即使在外部方法的生命周期已經(jīng)結(jié)束后,本文給大家介紹了C#中閉包的實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

閉包的定義

閉包并不是某一個(gè)語言中特有的概念，在主流的編程語言中都有這個(gè)特性。閉包可以讓一個(gè)內(nèi)部方法可以訪問它所在外部方法中的變量，并可以對(duì)變量的值進(jìn)行修改，即使在外部方法的生命周期已經(jīng)結(jié)束后。

不知道在看完上面這一串定義之后，可以明白閉包是個(gè)什么東西嗎，反正我在一開始看完是不知道這是在說什么，不過沒關(guān)系，我們可以先往下具體看閉包的一個(gè)例子。

C#中閉包的實(shí)現(xiàn)

下面是一個(gè)最簡單的閉包，這里使用了委托和Lambda表達(dá)式，不過使用局部函數(shù)也是一樣的效果，這兩者之間的區(qū)別我們之后去討論，這里就以使用委托的版本來看一下后臺(tái)干了什么。

class Program
{
    // 使用委托和 Lambda 表達(dá)式
    static void Main(string[] args)
    {
        int num = 0;

        Action test = () =>
        {
            num++;
            Console.WriteLine(num);
        };
        test();
    }
}

class Program
{
    // 使用局部函數(shù)
    static void Main(string[] args)
    {
        int num = 0;
        Test();
        return;
        
        void Test()
        {
            num++;
            Console.WriteLine(num);
        }
    }
}

我們看構(gòu)建后的低級(jí)別C#可以看出來，在Main方法中new了一個(gè)類，這個(gè)類中有一個(gè)num的成員變量，我們形成閉包的方法實(shí)際操作的是這個(gè)成員變量，這就解釋了為什么外部方法的生命周期結(jié)束后，仍然可以訪問到在其定義的變量。

閉包的注意事項(xiàng)

Lambda表達(dá)式和局部方法

我們先看下面這個(gè)場景，在這個(gè)場景我們使用了一個(gè)類中的某個(gè)方法并想要在完成后執(zhí)行一個(gè)回調(diào)。

這里使用Lambda表達(dá)式和使用局部函數(shù)有兩種情況，一是會(huì)捕獲封閉范圍內(nèi)的變量時(shí)，如下面這段代碼，這時(shí)使用局部函數(shù)和使用Lambda表達(dá)式一樣，都會(huì)形成一個(gè)閉包，并使用類的成員變量來實(shí)現(xiàn)，如我在解釋C#中閉包的實(shí)現(xiàn)時(shí)舉得那個(gè)例子。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int num = 0;
        TestClass test = new TestClass();
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            test.DoSomething(() =>
            {
                num++;
                Console.WriteLine($"DoSomething finish {num}");
            });
        }
    }
}


class TestClass
{
    public void DoSomething(Action callback)
    {
        Console.WriteLine("DoSomething");
        
        // 執(zhí)行回調(diào)
callback.Invoke();
    }
}

但是如果沒有捕獲任何變量時(shí)，如下面這種情況，可以看到使用局部函數(shù)的方式?jīng)]有形成閉包，局部函數(shù)最終變成了一個(gè)靜態(tài)函數(shù)。而使用委托和 Lambda 表達(dá)式的盡管沒有捕獲任何變量，但還是創(chuàng)建了一個(gè)類，雖然這個(gè)類只會(huì)實(shí)例化一次。

class Program
{
    // 使用局部函數(shù)，且沒有捕獲封閉范圍內(nèi)的變量
    static void Main(string[] args)
    {
        TestClass test = new TestClass();
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            test.DoSomething(DoSomethingCallBack);
        }
        return;
        
        void DoSomethingCallBack()
        {
            Console.WriteLine($"DoSomething finish");
        }
    }
}

class Program
{
    // 使用委托和 Lambda 表達(dá)式，且沒有捕獲封閉范圍內(nèi)的變量
    static void Main(string[] args)
    {
        TestClass test = new TestClass();
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            test.DoSomething(() =>
            {
                Console.WriteLine("DoSomething finish");
            });
        }
    }
}

配合for循環(huán)返回多個(gè)函數(shù)

閉包和for循環(huán)這也是一個(gè)經(jīng)典的錯(cuò)誤了，讓我們來看下面這段代碼，這里乍一看沒什么問題，我們預(yù)期輸出的結(jié)果是0，1。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int count = 2;
        Action[] fun = CreateActions(count);
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            fun[i].Invoke();
        }
        return;

        Action[] CreateActions(int count)
        {
            Action[] actions = new Action[count];
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                actions[i] = () => Console.WriteLine(i);
            }
            return actions;
        }
    }
}

但是我們實(shí)際運(yùn)行一下，可以發(fā)現(xiàn)輸出的結(jié)果是2，2。

這里我們看編譯之后的代碼，可以看出我們本質(zhì)操控的其實(shí)是同一個(gè)<>c__DisplayClass0_0對(duì)象的成員變量i，所以自然輸出都都是i自增之后的值。

這里改起來也比較容易，只需將for循環(huán)改成下面這樣就行了。

for (int i = 0; i < count; i++)
{
    int j = i;
    actions[i] = () => Console.WriteLine(j);
}

這里要注意，int j = i;一定要在for循環(huán)里面，這樣閉包才會(huì)創(chuàng)建3個(gè)不同的對(duì)象。如果像下面這樣寫，本質(zhì)和最開始沒有太大區(qū)別，還是操縱著一個(gè)對(duì)象。

int j;
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    j = i;
    actions[i] = () => Console.WriteLine(j);
}

以上就是C#中閉包的實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C#閉包實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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