C#中的閉包和意想不到的坑

轉自：老胡寫代碼

cnblogs.com/deatharthas/p/13166987.html

雖然閉包主要是函數式編程的玩意兒，而C#的最主要特征是面向對象，但是利用委托或lambda表達式，C#也可以寫出具有函數式編程風味的代碼。

同樣的，使用委托或者lambda表達式，也可以在C#中使用閉包。

根據WIKI的定義，閉包又稱語法閉包或函數閉包，是在函數式編程語言中實現語法綁定的一種技術。閉包在實現上是一個結構體，它存儲了一個函數（通常是其入口地址）和一個關聯的環(huán)境（相當于一個符號查找表）。閉包也可以延遲變量的生存周期。

看定義好像有點迷糊，讓我們看看下面的例子

class Program
{
    static Action CreateGreeting(string message)
    {
        return () => { Console.WriteLine("Hello " + message); };
    }
    static void Main()
    {
        Action action = CreateGreeting("DeathArthas");
        action();
    }
}

這個例子非常簡單，用lambda表達式創(chuàng)建一個Action對象，之后再調用這個Action對象。

但是仔細觀察會發(fā)現，當Action對象被調用的時候，CreateGreeting方法已經返回了，作為它的實參的message應該已經被銷毀了，那么為什么我們在調用Action對象的時候，還是能夠得到正確的結果呢？

原來奧秘就在于，這里形成了閉包。雖然CreateGreeting已經返回了，但是它的局部變量被返回的lambda表達式所捕獲，延遲了其生命周期。怎么樣，這樣再回頭看閉包定義，是不是更清楚了一些？

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閉包就是這么簡單，其實我們經常都在使用，只是有時候我們都不自知而已。比如大家肯定都寫過類似下面的代碼。

void AddControlClickLogger(Control control, string message)
{
    control.Click += delegate
    {
        Console.WriteLine("Control clicked: {0}", message);
    }
}

這里的代碼其實就用了閉包，因為我們可以肯定，在control被點擊的時候，這個message早就超過了它的聲明周期。合理使用閉包，可以確保我們寫出在空間和時間上面解耦的委托。

?

不過在使用閉包的時候，要注意一個陷阱。因為閉包會延遲局部變量的生命周期，在某些情況下程序產生的結果會和預想的不一樣。讓我們看看下面的例子。

class Program
{
    static List CreateActions()
    {
        var result = new List();
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
            result.Add(() => Console.WriteLine(i));
        }
        return result;
    }
    static void Main()
    {
        var actions = CreateActions();
        for(int i = 0;i        {
            actions[i]();
        }
    }
}

這個例子也非常簡單，創(chuàng)建一個Action鏈表并依次執(zhí)行它們。看看結果

相信很多人看到這個結果的表情是這樣的！！難道不應該是0，1，2，3，4嗎？出了什么問題？

刨根問底，這兒的問題還是出現在閉包的本質上面，作為“閉包延遲了變量的生命周期”這個硬幣的另外一面，是一個變量可能在不經意間被多個閉包所引用。

在這個例子里面，局部變量i同時被5個閉包引用，這5個閉包共享i，所以最后他們打印出來的值是一樣的，都是i最后退出循環(huán)時候的值5。

要想解決這個問題也很簡單，多聲明一個局部變量，讓各個閉包引用自己的局部變量就可以了。

//其他都保持與之前一致
static List CreateActions()
{
    var result = new List();
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        int temp = i; //添加局部變量
        result.Add(() => Console.WriteLine(temp));
    }
    return result;
}

這樣各個閉包引用不同的局部變量，剛剛的問題就解決了。

除此之外，還有一個修復的方法，在創(chuàng)建閉包的時候，使用foreach而不是for。至少在C# 7.0 的版本上面，這個問題已經被注意到了，使用foreach的時候編譯器會自動生成代碼繞過這個閉包陷阱。

//這樣fix也是可以的
static List CreateActions()
{
    var result = new List();
    foreach (var i in Enumerable.Range(0,5))
    {
       result.Add(() => Console.WriteLine(i));
    }
    return result;
}

這就是在閉包在C#中的使用和其使用中的一個小陷阱，希望大家能通過老胡的文章了解到這個知識點并且在開發(fā)中少走彎路！