深入理解Swift語(yǔ)言中的閉包機(jī)制

更新時(shí)間：2015年11月03日 16:40:04 投稿：goldensun

這篇文章主要介紹了Swift語(yǔ)言中的閉包機(jī)制,是Swift入門(mén)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下

在 Swift 中的閉包類(lèi)似于結(jié)構(gòu)塊，并可以在任何地方調(diào)用，它就像 C 和 Objective C 語(yǔ)言?xún)?nèi)置的函數(shù)。函數(shù)內(nèi)部定義的常數(shù)和變量引用可被捕獲并存儲(chǔ)在閉包。函數(shù)被視為封閉的特殊情況，它有 3 種形式。

2015113163239975.png (562×76)

在 Swift 語(yǔ)言閉合表達(dá)式，如下優(yōu)化，重量輕語(yǔ)法風(fēng)格，其中包括：

推導(dǎo)參數(shù)并從上下文菜單返回值的類(lèi)型
從單封表達(dá)的隱性返回
簡(jiǎn)略參數(shù)名稱(chēng)
尾部閉包語(yǔ)法

語(yǔ)法
下面是一個(gè)通用的語(yǔ)法定義用于閉包，它接受參數(shù)并返回?cái)?shù)據(jù)的類(lèi)型：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
{(parameters) -> return type in

   statements

}

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
let studname = { println("Welcome to Swift Closures") }

studname()

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

Welcome to Swift Closures

以下閉包接受兩個(gè)參數(shù)并返回一個(gè)布爾值：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
{(Int, Int) -> Bool in

   Statement1

   Statement 2

    ---

   Statement n

}

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
let divide = {(val1: Int, val2: Int) -> Int in 

   return val1 / val2 

}

let result = divide(200, 20)

println (result)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

在閉包中的表達(dá)式
以便捷的方式命名來(lái)定義代碼塊可以通過(guò)嵌套函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。取而代之代表整個(gè)函數(shù)聲明及名稱(chēng)構(gòu)造用來(lái)表示函數(shù)。代表函數(shù)的語(yǔ)法清晰，簡(jiǎn)短聲明是通過(guò)封閉的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

升序排列程序
排序字符串是 Swift 中保留的函數(shù) “sorted”，這是在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中已提供實(shí)現(xiàn)。該函數(shù)將所述給定的字符串進(jìn)行遞增順序排序并返回具有相同的尺寸，并在舊數(shù)組中相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的一個(gè)新的數(shù)組的元素。舊的數(shù)組保持不變。

兩個(gè)參數(shù)的排序在函數(shù)內(nèi)部表示：

已知類(lèi)型的值表示為數(shù)組

數(shù)組的內(nèi)容 (Int,Int) ，并返回一個(gè)布爾值(Bool)，如果數(shù)組排序不好就會(huì)返回true，否則將返回false。

普通函數(shù)帶輸入字符串被寫(xiě)入，并傳遞給排序函數(shù)獲得字符到新的數(shù)組，如下面所示：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
func ascend(s1: String, s2: String) -> Bool {

   return s1 > s2

}

let stringcmp = ascend("swift", "great")

println (stringcmp)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

復(fù)制代碼代碼如下:

true

最初的數(shù)組排序給定為 "Swift" 和 "great"。函數(shù)用來(lái)數(shù)組排序被聲明為字符串?dāng)?shù)據(jù)類(lèi)型，并且返回類(lèi)型為布爾型。兩個(gè)字符串進(jìn)行比較，并以升序排序，并存儲(chǔ)在新的數(shù)組。如果排序執(zhí)行成功，該函數(shù)將返回true；否則將返回 false。

閉包表達(dá)式語(yǔ)法用法

常量參數(shù)：

可變參數(shù) 和 inout 參數(shù)

閉包表達(dá)不支持的默認(rèn)值。可變參數(shù)和參數(shù)元組也可以用來(lái)作為參數(shù)類(lèi)型和返回類(lèi)型。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
let sum = {(no1: Int, no2: Int) -> Int in 

   return no1 + no2 

}

let digits = sum(10, 20)

println(digits)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

在函數(shù)聲明中提到的參數(shù)和返回類(lèi)型聲明，也可通過(guò)使用 'in' 關(guān)鍵字內(nèi)聯(lián)閉包表達(dá)式函數(shù)表示。一旦聲明參數(shù)及其返回類(lèi)型“in”關(guān)鍵字，則用于表示閉包體。

單一表達(dá)式隱式返回
在這里，排序函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)的函數(shù)類(lèi)型明確指出，一個(gè)布爾值必須由閉包返回。因?yàn)殚]包體內(nèi)含有一個(gè)表達(dá)式(s1 > s2)返回一個(gè)布爾值，不會(huì)出現(xiàn)歧義，其返回關(guān)鍵字可以省略。

要返回一個(gè)表達(dá)式語(yǔ)句在閉包中， “return” 關(guān)鍵字在其聲明部分被省略。

復(fù)制代碼代碼如下:

let count = [5, 10, -6, 75, 20]
var descending = sorted(count, { n1, n2 in n1 > n2 })
var ascending = sorted(count, { n1, n2 in n1 < n2 })

println(descending)
println(ascending)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

[75, 20, 10, 5, -6]
[-6, 5, 10, 20, 75]

該語(yǔ)句本身明確規(guī)定，當(dāng) string1 大于 string2 返回 true，否則為false，因此return語(yǔ)句省略。

已知類(lèi)型的閉包
考慮兩個(gè)數(shù)相加。我們知道相加后將返回整數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型。因此，已知類(lèi)型的閉包聲明

復(fù)制代碼代碼如下:

 
let sub = {(no1: Int, no2: Int) -> Int in 

   return no1 - no2 

}

let digits = sub(10, 20)

println(digits)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

-10

聲明簡(jiǎn)寫(xiě)參數(shù)名稱(chēng)作為閉包
Swift 自動(dòng)提供簡(jiǎn)寫(xiě)參數(shù)名內(nèi)聯(lián)閉包，可以使用由 $0，$1，$2 等等名稱(chēng)，指的是封閉的參數(shù)值。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
var shorthand: (String, String) -> String

shorthand = { $1 }

println(shorthand("100", "200"))

在這里，$0 和 $1 參考閉包的第一和第二個(gè)字符串參數(shù)。

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

Swift 方便用戶(hù)來(lái)表示內(nèi)嵌閉包為縮寫(xiě)參數(shù)名為：$0, $1, $2 --- $n.

閉包參數(shù)列表中被省略定義部分，當(dāng)我們表示內(nèi)部閉包表達(dá)式簡(jiǎn)寫(xiě)參數(shù)名。根據(jù)函數(shù)類(lèi)型簡(jiǎn)寫(xiě)參數(shù)名稱(chēng)將被導(dǎo)出。由于簡(jiǎn)寫(xiě)參數(shù)表達(dá)體所定義的 'in' 關(guān)鍵字被省略。

閉包作為操作函數(shù)
Swift 提供了一種簡(jiǎn)單的方法訪問(wèn)的成員，只需提供操作符函數(shù)作為閉包。在前面的例子關(guān)鍵字“Bool”是用來(lái)比較兩個(gè)字符串，相等返回“true”，否則返回“false”。

表達(dá)式即使在閉包中變得簡(jiǎn)單在操作函數(shù)：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
let numb = [98, -20, -30, 42, 18, 35]

var sortedNumbers = numb.sorted({

   (left: Int, right: Int) -> Bool in

      return left < right

})

let asc = numb.sorted(<)

println(asc)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

[-30, -20, 18, 35, 42, 98]

閉包作為尾隨包
傳遞這個(gè)函數(shù)的最后一個(gè)參數(shù)到閉合表達(dá)式使用“尾隨閉包”聲明。它使用 {} 寫(xiě)在函數(shù)()外部。當(dāng)它不能寫(xiě)入函數(shù)內(nèi)聯(lián)在一行上，使用它是需要。

復(fù)制代碼代碼如下:

reversed = sorted(names) { $0 > $1}

其中 {$0 > $1} 表示為外部(名稱(chēng))聲明尾隨閉包。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
import Foundation

var letters = ["North", "East", "West", "South"]

let twoletters = letters.map({ (state: String) -> String in

   return state.substringToIndex(advance(state.startIndex, 2)).uppercaseString

})

let stletters = letters.map() { $0.substringToIndex(advance($0.startIndex, 2)).uppercaseString }

println(stletters)

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果

[NO, EA, WE, SO]

捕獲值和引用類(lèi)型
在閉包的幫助下 Swift 完成捕捉常量和變量的值。它還參考修改值，即使常量和變量在閉包體已經(jīng)不存。

捕獲常數(shù)和變量值是通過(guò)使用嵌套函數(shù)寫(xiě)入函數(shù)，這是使用其它函數(shù)體來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一個(gè)嵌套函數(shù)捕獲
外部函數(shù)參數(shù)
捕捉常量和外部函數(shù)中定義的變量

Swift 中當(dāng)常量或變量在函數(shù)中聲明，引用到變量也自動(dòng)地被閉合創(chuàng)建。它也提供工具來(lái)引用兩個(gè)以上的變量作為同一閉合如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
let decrem = calcDecrement(forDecrement: 18)

decrem()

在這里，oneDecrement 和遞減變量都指向同一個(gè)內(nèi)存塊閉合參考。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
 func calcDecrement(forDecrement total: Int) -> () -> Int {

   var overallDecrement = 100

   func decrementer() -> Int {

      overallDecrement -= total

      println(overallDecrement)

      return overallDecrement

   }

   return decrementer

}

let decrem = calcDecrement(forDecrement: 18)

decrem()

decrem()

decrem()

當(dāng)我們使用 playground 運(yùn)行上面的程序，我們得到以下結(jié)果：

82
64
46

當(dāng)每一個(gè)外部函數(shù) calcDecrement 調(diào)用時(shí)都會(huì)調(diào)用 decrementer()函數(shù) 并通過(guò)值 18 遞減，并在外部函數(shù) calcDecrement 的幫助下返回結(jié)果。在這里，calcDecrement 作為一個(gè)閉合。

即使函數(shù) decrement()沒(méi)有任何參數(shù)，閉合默認(rèn)情況下是指變量的"整體遞減“ “total” 通過(guò)獲取其值。為指定的變量的值副本被使用新的 decrementer()函數(shù)存儲(chǔ)。Swift 通過(guò)處理存儲(chǔ)器管理功能分配和釋放存儲(chǔ)器空間當(dāng)變量在不使用。

下面來(lái)一波總結(jié)~

復(fù)制代碼代碼如下:

/* 閉包（Closures）
* 閉包是自包含的功能代碼塊，可以在代碼中使用或者用來(lái)作為參數(shù)傳值。
* 在Swift中的閉包與C、OC中的blocks和其它編程語(yǔ)言（如Python）中的lambdas類(lèi)似。
* 閉包可以捕獲和存儲(chǔ)上下文中定義的的任何常量和變量的引用。這就是所謂的變量和變量的自封閉，
* 因此命名為”閉包“("Closures）").Swift還會(huì)處理所有捕獲的引用的內(nèi)存管理。
*
* 全局函數(shù)和嵌套函數(shù)其實(shí)就是特殊的閉包。
* 閉包的形式有：
* （1）全局函數(shù)都是閉包，有名字但不能捕獲任何值。
* （2）嵌套函數(shù)都是閉包，且有名字，也能捕獲封閉函數(shù)內(nèi)的值。
* （3）閉包表達(dá)式都是無(wú)名閉包，使用輕量級(jí)語(yǔ)法，可以根據(jù)上下文環(huán)境捕獲值。
*
* Swift中的閉包有很多優(yōu)化的地方:
* (1)根據(jù)上下文推斷參數(shù)和返回值類(lèi)型
* (2)從單行表達(dá)式閉包中隱式返回（也就是閉包體只有一行代碼，可以省略return）
* (3)可以使用簡(jiǎn)化參數(shù)名，如$0, $1(從0開(kāi)始，表示第i個(gè)參數(shù)...)
* (4)提供了尾隨閉包語(yǔ)法(Trailing closure syntax)
*/

// 下面用Swift標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的sort方法來(lái)一步步簡(jiǎn)化閉包寫(xiě)法
// sort函數(shù)需要兩個(gè)參數(shù)
// 參數(shù)一：數(shù)組
// 參數(shù)二：一個(gè)閉包：帶有兩個(gè)參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)類(lèi)型與數(shù)組中的元素類(lèi)型相同，返回值是Bool
var names = ["Swift", "Arial", "Soga", "Donary"]

// 第一種方式：使用函數(shù)
func backwards(firstString: String, secondString: String) -> Bool {
return firstString > secondString // 升序排序
}
// 這里第二個(gè)參數(shù)，傳了一個(gè)函數(shù)
// reversed is equal to ["Swift", "Soga", "Donary", "Arial"]
var reversed = sort(nams, backwards)

// 第二種方式：使用閉包方式
// 完整閉包寫(xiě)法是在花括號(hào)內(nèi)有參數(shù)列表和返回值，用關(guān)鍵字in表明閉包體的開(kāi)始
// (firstString: String, secondString: String) 閉包參數(shù)列表
// -> Bool 指明閉包返回值類(lèi)型是Bool
// in關(guān)鍵字表明閉包體的開(kāi)始
reversed = sort(names, { (firstString: String, secondString: String) -> Bool in
return firstString > secondString
})

// 這里可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化寫(xiě)法，因?yàn)殚]包代碼比較短，可以寫(xiě)到一行上
reversed = sort(names, { (firstString: String, secondString: String) -> Bool in return firstString > secondString})

// 下面再進(jìn)一步簡(jiǎn)化寫(xiě)法：根據(jù)環(huán)境上下文自動(dòng)推斷出類(lèi)型
// 參數(shù)列表都沒(méi)有指明類(lèi)型，也沒(méi)有指明返回值類(lèi)型，這是因?yàn)閟wift可以根據(jù)上下文推測(cè)出
// firstString和secondString的類(lèi)型會(huì)是names數(shù)組元素的類(lèi)型，而返回值類(lèi)型會(huì)根據(jù)return語(yǔ)句結(jié)果得到
reversed = sort(names, { firstString, secondString in return firstString > secondString})

// 再進(jìn)一步簡(jiǎn)化：隱式返回（單行語(yǔ)句閉包）
// 因?yàn)殚]包體只有一行代碼，可以省略return
reversed = sort(names, { firstString, secondString in firstString > secondString})

// 再進(jìn)一步簡(jiǎn)化：使用簡(jiǎn)化參數(shù)名（$i,i=0,1,2...從0開(kāi)始的）
// Swift會(huì)推斷出閉包需要兩個(gè)參數(shù)，類(lèi)型與names數(shù)組元素相同
reversed = sort(names, { $0 > $1 })

// 最簡(jiǎn)單的一種寫(xiě)法：使用操作符
reversed = sort(names, >)

/*
* 尾隨閉包（Trailing Closures）
* 如果函數(shù)需要一個(gè)閉包參數(shù)作為參數(shù)，且這個(gè)參數(shù)是最后一個(gè)參數(shù)，而這個(gè)閉包表達(dá)式又很長(zhǎng)時(shí)，
* 使用尾隨閉包是很有用的。尾隨閉包可以放在函數(shù)參數(shù)列表外，也就是括號(hào)外。如果函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)，
* 那么可以把括號(hào)()省略掉，后面直接跟著閉包。
*/
// Array的方法map()就需要一個(gè)閉包作為參數(shù)
let strings = numbers.map { // map函數(shù)后面的()可以省略掉
(var number) -> String in
var output = ""
while number > 0 {
output = String(number % 10) + output
number /= 10
}
return output
}

/* 捕獲值
* 閉包可以根據(jù)環(huán)境上下文捕獲到定義的常量和變量。閉包可以引用和修改這些捕獲到的常量和變量，
* 就算在原來(lái)的范圍內(nèi)定義為常量或者變量已經(jīng)不再存在（很牛逼）。
* 在Swift中閉包的最簡(jiǎn)單形式是嵌套函數(shù)。
*/
func increment(#amount: Int) -> (() -> Int) {
var total = 0
func incrementAmount() -> Int {
total += amount // total是外部函數(shù)體內(nèi)的變量，這里是可以捕獲到的
return total
}
return incrementAmount // 返回的是一個(gè)嵌套函數(shù)（閉包）
}

// 閉包是引用類(lèi)型，所以incrementByTen聲明為常量也可以修改total
let incrementByTen = increment(amount: 10)
incrementByTen() // return 10,incrementByTen是一個(gè)閉包
// 這里是沒(méi)有改變對(duì)increment的引用，所以會(huì)保存之前的值
incrementByTen() // return 20
incrementByTen() // return 30

let incrementByOne = increment(amount: 1)
incrementByOne() // return 1
incrementByOne() // return 2
incrementByTen() // return 40
incrementByOne() // return 3

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