kotlin之閉包案例詳解

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閉包，函數式編程福音

先瞭解函數式編程（Functional Programming）

概念：它屬於“結構化編程”的一種，主要思想是把運算過程盡量寫成一系列嵌套的函數調用。函數式編程語言最重要的基礎是λ運算（Lambda表達式），λ運算的函數可以接受函數當做參數或返回值。

對比函數式編程與面向對象編程

面向對象編程（Object-oriented programming，縮寫OOP）

面向對象編程是一種具有對象概念的程序編程范型，它可能包含數據、屬性、方法。它將對象作為程序的基本單元，將方法和數據封裝其中，以提高軟件的重用性、靈活性和擴展性。對象裡的程序可以訪問及經常修改對象相關聯的數據。在面向對象編程裡，計算機程序會被設計成彼此相關的對象。

面向對象編程的優點

1.程序的結構化

面向對象程序設計可以看作一種在程序中包含各種獨立而又互相調用的對象的思想，相比傳統的面向過程編程將程序看作一系列函數的集合這種無系統化和結構化的模式，面向對象編程將一系列關聯性的數據、方法結構化，封裝成類，通過類的對象進行方法、屬性調用的方式，可以讓編程者更加便於分析、設計和理解。

2.程序的靈活性和可維護性

面向對象編程由於集成、封裝、多態的特性，可以更好的設計出高內聚、低耦合的系統 結構，使得系統更靈活、更容易擴展，開發及維護成本更低。

面向對象編程的缺點

  1. 運行效率較低
    面向對象雖然開發效率高但是代碼運行效率比起面向過程要低很多，這也限制瞭面向對象的使用場景不能包括那些對性能要求很苛刻的地方
  2. 多線程數據不安全
    面向對象編程以數據為核心，所以在多線程並發編程中，多個線程同時操作數據的時候可能會導致數據修改的不確定性。

函數式編程優點（可以說就是為瞭解決面向對象的缺點問題而設計的）

  1. 線程安全
    在函數式編程中，數據全部都是不可變的，所以沒有並發編程的問題，是多線程安全的，可以有效降低程序運行中所產生的副作用。對於快速迭代的項目來說，函數式編程可以實現函數與函數之間的熱切換而不用擔心數據的問題，因為它是以函數作為最小單位的，隻要函數與函數的關系正確即可保證結果的正確性。
  2. 代碼可讀性高
    函數式編程的表達方式更加符合人類日常生活中的語法，代碼可讀性更強。實現同樣的功能函數式編程所需要的代碼比面向對象編程要少很多，代碼更加簡潔明晰。

函數式編程的缺點

運行速度更慢
由於所有的數據都是不可變的，所有的變量在程序運行期間都是一直存在的，非常占用運行資源。同時由於函數式的先天性設計導致性能一直不夠。雖然現代的汗水編程語言使用瞭很多技巧，比如惰性計算等優化運行速度，但始終無法與面向對象相比，當然比面向過程的程序就更慢瞭

瞭解完函數式編程，再回歸今天的主題——閉包

什麼是閉包？

我們都知道，程序的變量分為全局變量和局部變量，全局變量，顧名思義，其作用域是當前文件甚至文件外的所有地方；而局部變量，我們隻能再其有限的作用域裡獲取。
那麼，如何在外部調用局部變量呢？答案就是——閉包，與此給閉包下個定義：閉包就是能夠讀取其他函數內部變量的函數

  • 它是運行的環境
  • 它持有函數的運行狀態
  • 它的內部可以定義函數
  • 它的內部也可以定義類

首先看個簡單的例子

//這是一個返回值為一個函數的高階函數
fun makeFun():()->Unit{
    var conut = 0
    return fun(){   //返回一個匿名函數，這個函數持有count的狀態
        println(++conut)
    }
}

fun main() {

    val makeFun = makeFun() //函數調用，返回一個函數
    makeFun()       //調用這個返回的函數，此時makeFun持有makeFun()內部變量的狀態
    makeFun()
    makeFun()
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

在比如一個稍微復雜一點的例子，實現斐波那契數列

//斐波那契數列
fun fibonacci():()->Long{
    var first = 0L
    var second = 1L
    return fun():Long{  //返回返回值為Long類型的函數
        val result = second
        second += first
        first = second - first
        return result
    }
}

fun main() {
    val fibo = fibonacci()	//此時，這個返回的函數fibo持有fibonnacci()函數內部變量的狀態
    println(fibo())
    println(fibo())
    println(fibo())
    println(fibo())
    println(fibo())
}

測試運行：

在這裡插入圖片描述

使用迭代器實現斐波那契數列

//使用迭代器實現斐波那契數列（這裡就不是返回一個函數而是一個對象瞭）
fun fibonacci2():Iterable<Long>{
    var first = 0L
    var second = 1L
    return Iterable {
        object :LongIterator(){
            override fun hasNext() = true

            override fun nextLong(): Long {
                val result = second
                second += first
                first = second - first
                return result
            }

        }
    }
}
fun main() {
    val fibo2 = fibonacci2()
    for (i in fibo2){
        if (i>60) break
        println(i)
    }
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

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