闭包分析:lua function,oc 代码块可以产生闭包.c++lambda不能产生闭包

什么是闭包？这个问题说简单挺简单的，但是一般讲了之后跟没讲一样。就拿下面的lua代码看一下。

local function getCallBack()
local x = 1
return function()
x = x + 1
print(x)
end
end

local fun = getCallBack()
fun()
fun()
fun()

上面的fun获得的就是一个闭包，虽然获取的只是一个函数，但是它包含了getCallBack里的变量x，x我们称之为upvalue。很奇怪吧，getCallBack调用完，理论上它分配的栈会被回收，x也会被清除了，可是fun这个函数变量将会一直把持x。为什么fun一直能把持x呢？getCallBack在return之前，它应该把x压入了调用它的函数的栈中了，return时再把函数地址压入栈中，x与这个函数地址值构成了一个闭包形成一个整体。而调用这个闭包中函数时，先在此函数作用域找x，由于找不到，然后到它的闭包环境中去找。上面fun的输出是2、3、4，因为x一直保存在闭包环境中，每次调用x加一

下面是闭包英文解释，讲的就是闭包是使用了自由的变量，使用自由变量这话完全听不懂，太玄乎，不自由变量是什么？大家只知道静态变量，常变量，局部变量什么的，这个还真没听过。不过后面一句话说的很清楚，闭包是在闭包成员环境中创建的，闭包是一组环境变量加一个函数，此函数可以访问这些变量。这些变量lua里称为upvalue

Closures are functions that refer to independent
(free) variables. In other words, the function defined in the closure'remembers'
the environment in which it was created.

oc里的代码块也产生闭包,下面定义了一个代码块block。传到闭包环境中的变量默认是常量，只能访问，不能修改的,要想修改必须在变量声明前加上__block。

int a = 3;
int b = 5;

void (^block)() = ^(){printf("%d %d\n", a, b);};
block();

上面代码还不能说明产生了闭包，下面代码跟开头的lua代码功效一样输出是2、3、4，可以看出是个闭包。先声明block类型，然后创建getBlock函数，它返回的是一个闭包，x在这个闭包环境中。__block指示了x可以被修改，闭包中函数每次调用加一并且输出x的值。

typedef void(^block)();

block getBlock(){
__block int x = 1;
return ^(){
x += 1;
printf("%d\n", x);
};
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
block b = getBlock();
b();
b();
b();
}

c++中的lambda表达式产生不了闭包，看起来能。。。，下面是lambda的定义

[capture list] (parameter list) ->return type { function body }
下面是一个例子,[]中的是捕获列表,lua里传入闭包环境中的变量可读写，都是直接对变量本身操作，没有中间变量作为参数。oc中默认传入的是常量，只读，通过__block关键字可以设置为可写。而c++默认传入闭包环境的也是常量，你要想修改这些变量，需要在想修改的变量前加&，如果像下面一样就是所有传入闭包的都可以修改。上面lambda的定义很清晰了，就不解释了。

auto lam =  [&]()->int {
return 50;
};

下面代码的输出是32768、32768、32768，显然x没有被加入到闭包环境中，也就说明闭包根本不存在

std::function<void(void)> get(){
int x = 0;
return [&]()->void{
x += 1;
printf("%d\n", x);
};
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
auto fun = get();
fun();
fun();
fun();
}

总的说来，闭包有利也有弊，并不鼓励过多使用，用的太多了逻辑会变混乱，后期维护也会变麻烦。闭包的后面其实是函数对象这个东西，在lua里，js里函数对象也是基本类型，用起来得心应手，而编译型的高级语言一般很少提供的，不过现在许多都提供了类似类型，oc使用了代码块，java、c++都加入lamdba大军了。不知道函数式编程是种什么体验，有时间好好专研下，不知道跟函数对象有什么关联。