闭包closure

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what's closure in PL? 🔗

  在函数式编程语言中，宣传函数是一等公民，把函数作为一种类型定义对象，把函数作为函数的参数和返回值时。那么我们定义一个函数时，很自然出来一个问题：函数可以使用哪些变量？

  • 函数自己的实参
  • 函数内定义的局部变量
  • 程序整个生命周期内都一直存活的全局静态变量
  • Outer函数A定义Inner函数B，并把Inner函数B作为Outer函数A的返回值， Inner函数B中能使用scope A中的变量吗？
    • 当然可以，站在Inner函数B的角度下，Inner函数B出生在Outer函数A里面（出生==首次被定义），自然看到函数A的内部变量了。
    • Outer函数A对应的scope(作用域)下有的东西可以被Inner函数B可见可使用。
    • 但是Inner函数B作为了返回值，会在未来的某个程序点处使用。
    • 此时Outer函数A的scope中实参和局部变量在栈上会消失，所以出现"闭包"概念就构造一个结构体去capture 外部变量。

所以，闭包是为了解决函数式语言中函数在使用变量时能看到哪些变量（变量作用域）的技术。

closure at python 🔗

  1 #!/usr/bin/python3
  2
  3 shadowed_var = 10                             #
  4 def outer(x):                                 #
  5         shadowed_var = 20;                    #
  6         def inner(y):                         #
  7                 tripple = 0                   #
  8                 tripple = shadowed_var * 3    #
  9                 return x + y + tripple        #
 10         return inner                          #
 11
 12 fun = outer(1)
 13 # x = 1, y = 2, tripple = 20 * 3
 14 print(fun(2)) # 63
 15 print("demonstration end. \n")

closure at rust 🔗

  rust中在迭代器，启动线程等大量使用了closure。
  与其他语言的闭包类似：闭包就是捕获外部变量的结构体，加一段代码。 closure 是结构体（捕获的变量）的语法糖，闭包逻辑部分在代码段中。

  闭包去实现哪种Fn, FnMut, FnOncetrait与move无关，与如何捕获变量无关。
  Fn FnMut FnOnce与闭包如何使用捕获到的值有关。

  闭包的调用： Fn::call(第一个参数就是闭包结构体...)

// 移走匿名结构体中变量的closure实现 FnOnce
FnOnce::call_once(self, args: Args) -> Self::Output;
// 不会移走匿名结构体中变量但修改的closure实现 FnMut
FnMut::call_mut(&mut self, args: Args) -> Self::Output;
//不会修改匿名结构体中变量的closure实现 Fn
Fn: call(&self, args: Args -> Self::Output);

其他联想 🔗

  PL闭包， regex 闭包 与 代数中的封闭
  联想到闭包在pl，regex中出现过， 在代数里的封闭性也叫closure。
  代数结构 等于 集合 、运算操作。加法运算和乘法运算是在自然数集和上是封闭的（closure）。
  PL中的闭包是拥有自给的匿名结构体，闭包逻辑在代码区生成一段代码。

todo c, golang 中的闭包。

compiler rust golang python C