Go中的匿名函数与闭包

关键词: 函数式编程闭包匿名函数匿名函数特别适合作为函数或方法的回调在Go中函数是一等公民，和string，int等一样。而在C、C 等不支持匿名函数的语言中，函数不能在运行期创建

go 学习笔记之仅仅需要一个示例就能讲清楚什么闭包

题图来自 https://www.meetgor.com/golang-closures/

闭包与普通函数的区别

在(普通)函数里面定义一个内部函数(匿名函数)，并且这个内部函数(匿名函数)用到了外面(普通)函数的变量，那么将这个内部函数和用到的一些变量统称为闭包

在闭包中，既有函数，又有数据，而且(其内部定义的)数据是闭包里面独有的数据，与外界无影响；
(普通)函数中，需要使用的全局变量，在一定程度上是受到限制的，因为全局变量不仅仅是一个函数使用，其他的函数也可能会使用到，一旦修改会影响到其他函数使用全局变量，所以全局变量不能随便修改从而在函数的使用中受到一定局限性

匿名函数和闭包的关系

简单来说匿名函数是指不需要定义函数名的一种函数实现方式。匿名函数是由一个不带函数名的函数声明和函数体组成。匿名函数的优越性在于可以直接使用函数内的变量，不必声明（一个子方法）所以（在某些场景下）被广泛使用

关于闭包的定义存在以下广泛流传的公式：闭包=函数引用环境。函数指的是匿名函数，引用环境指的是编译器发现闭包，直接将闭包引用的外部变量在堆上分配空间；当闭包引用了函数的内部变量（即局部变量）时，每次调用的外部变量数据都会跟随闭包的变化而变化，闭包函数和外部变量是共享的。显然，闭包只能通过匿名函数实现，可以把闭包看作是有状态的匿名函数，反过来，如果匿名函数引用了外部变量，就形成了一个闭包

Go 函数式编程篇（三）：匿名函数和闭包

一般来说，一个函数返回另外一个函数，这个被返回的函数可以引用外层函数的局部变量，这形成了一个闭包。在Go中，「闭包在实现上是一个结构体，它存储了一个函数（通常是其入口地址）和一个关联的上下文环境（相当于一个符号查找表）」

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type closure struct {
   F uintptr   // 函数指针，代表着内部匿名函数
   x *int      // 自由变量x，代表着对外部环境的引用
}

Go函数闭包底层实现

在Go，PHP中，匿名函数可以认为就是闭包(Go 规范和 FAQ 都这么说了 )，哪怕这个匿名函数没有入参，没有引用外部的变量，也没有任何返回值，如

代码语言：javascript复制

func(){
    print(123)
    }()

严格来说，这其实只是个匿名函数，不算闭包。

但Go里称其为闭包也ok，即模糊了匿名函数和闭包的界限(有引用外部变量的匿名函数为闭包)

一道 Go 闭包题，面试官说原来自己答错了：面别人也涨知识

一些例子

无参数也无返回值的匿名函数

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package main

import (
 "fmt"
)

func main() {

 f := func() {
  fmt.Println("不加括号就只是定义，赋值给f，可通过f()来调用")
 }

 f()
 fmt.Printf("变量f的类型为: %Tn", f) // func()

 
 
 
 // 下面这种方式定义，只在此调用一次，不如上面的方式，可以随时复用
 fmt.Println("--------------")
 func() {
  fmt.Println("而加上最后加上()就是直接调用(这种方式只能在此调用一次，没法复用了)")
 }()

}

输出:

代码语言：javascript复制

不加括号就只是定义，赋值给f，可通过f()来调用
变量f的类型为: func()
--------------
而加上最后加上()就是直接调用(这种方式只能在此调用一次，没法复用了)

带参数的匿名函数

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package main

import (
 "fmt"
)

func main() {

 i := 0
 // 后面有()，一次执行
 func(i int) {
  fmt.Println(i   1)
 }(i)

 i = -100000

 
 
 // 赋值给add,可通过add()方式多次调用
 add := func(k int) {
  fmt.Println(k   6)
 }
 add(200)

}

输出:

代码语言：javascript复制

1
206

配合defer，可以使问题非常复杂。也是高阶面试常问的~

变形1：

代码语言：javascript复制

package main

import (
 "fmt"
)

func main() {

 i := 0
 // 后面有()，一次执行
 defer func(i int) {
  fmt.Println(i   1)
 }(i)

 i = -100000

 // 赋值给add,可通过add()方式多次调用
 add := func(k int) {
  fmt.Println(k   6)
 }
 add(200)

}

输出:

代码语言：javascript复制

206
1

目前还好理解，defer在return时执行(确切地说，是在return和计算return值的中间执行)

变形2：

代码语言：javascript复制

package main

import (
 "fmt"
)

func main() {

 i := 0
 // 后面有()，一次执行
 defer func(k int) {
  fmt.Println(i   1)
 }(i)

 i = -100000

 // 赋值给add,可通过add()方式多次调用
 add := func(k int) {
  fmt.Println(k   6)
 }
 add(200)

}

输出:

代码语言：javascript复制

206
-99999

如果有人说Go简单，可以请其解释一下这个输出..

有返回值的匿名函数

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

func main() {

 name := "张三"

 say := func(name string) string {
  return "hello "   name
 }

 res := say(name)

 fmt.Println(res) //hello 张三
}

当返回值是匿名函数

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package main

import "fmt"

func main() {

 a := Fun()

 b := a("hello ")
 c := a("hello ")

 d := Fun()
 e := d("hello ")
 f := d("hello ")
 fmt.Println(b) //world hello
 fmt.Println(c) //world hello hello
 fmt.Println(e) //world hello
 fmt.Println(f) //world hello hello
}
func Fun() func(string) string {
 rs := "world "
 return func(args string) string {
  rs  = args
  return rs
 }
}

等同于

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

func main() {

 cui := func() func(string) string {
  rs := "world "
  return func(args string) string {
   rs  = args
   return rs
  }
 }

 a := cui()
 b := a("hello ")
 c := a("hello ")

 d := cui()
 e := d("hello ")
 f := d("hello ")
 fmt.Println(b) //world hello
 fmt.Println(c) //world hello hello
 fmt.Println(e) //world hello
 fmt.Println(f) //world hello hello
}

参考自 GO 匿名函数和闭包[1]

当参数是匿名函数

参考下方[回调函数：闭包可以用作回调函数(例如在异步编程中，可以捕获外部函数的上下文) && 高阶函数：闭包可以用作高阶函数的参数，并在调用时返回新的函数？（将匿名函数作为函数参数；可以让该函数执行多种不同逻辑）]( "回调函数：闭包可以用作回调函数(例如在异步编程中，可以捕获外部函数的上下文) && 高阶函数：闭包可以用作高阶函数的参数，并在调用时返回新的函数？（将匿名函数作为函数参数；可以让该函数执行多种不同逻辑）")

多个匿名函数

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package main

import "fmt"

func main() {
 f1, f2 := F(1, 2)
 fmt.Println(f1(4)) //6
 fmt.Println(f2())  //6
}
func F(x, y int) (func(int) int, func() int) {

 f1 := func(z int) int {
  return (x   y) * z / 2
 }

 f2 := func() int {
  return 2 * (x   y)
 }
 return f1, f2
}

常见使用场景

私有数据：闭包可以捕获函数内部的数据，并且对外部不可见。这是一种创建私有数据的方法（保证局部变量的安全性）

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package main

import "fmt"

func main() {

 var j int = 1

 f := func() {
  var i int = 1 // i 在闭包内部定义，其值被隔离，不能从外部修改
  fmt.Printf("i, j: %d, %dn", i, j)
 }

 f()
 j  = 2
 f() // 对比下面的输出，可见并不是调用时刻的值，而只是记录变量的引用

 defer f()
 j  = 10000
}

输出:

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i, j: 1, 1
i, j: 1, 3
i, j: 1, 10003

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package main

import (
 "fmt"
)

func main() {
 accumulator := SomeFunc() //使用accumulator变量接收一个闭包

 // 累加计数并打印
 fmt.Println("The first call CallNum is ", accumulator()) //运行结果为：The first call CallNum is 1
 // 累加计数并打印
 fmt.Println("The second call CallNum is ", accumulator()) //运行结果为：The second call CallNum is 2
}

func SomeFunc() func() int { // 创建一个函数，返回一个闭包，闭包每次调用函数会对函数内部变量进行累加
 var CallNum = 0 //函数调用次数，系函数内部变量，外部无法访问，仅当函数被调用时进行累加

 return func() int { // 返回一个闭包
  CallNum   //对value进行累加
  //实现函数具体逻辑
  return CallNum // 返回内部变量value的值
 }
}

输出:

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The first call CallNum is  1
The second call CallNum is  2

通过闭包既没有暴露CallNum这个变量，又实现了为函数计数的目的

回调函数：闭包可以用作回调函数(例如在异步编程中，可以捕获外部函数的上下文) && 高阶函数：闭包可以用作高阶函数的参数，并在调用时返回新的函数？（将匿名函数作为函数参数；可以让该函数执行多种不同逻辑）

Go基础系列：函数(2)——回调函数和闭包 [2]

参考自【Go基础】搞懂函数回调和闭包[3]

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。日常开发中，可以将函数B作为另一个函数A的参数，可以使得函数A的通用性更强（可随意定义函数B，只要满足规则，函数A都可以去处理），这比较适合于回调函数。

下面看几个简单的例子来理解回调：

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

type Callback func(x, y int) int

// 提供一个接口，让外部去实现
func test1(x, y int, callback Callback) int {
 return callback(x, y)
}

// 回调函数的具体实现
func calculationXOR(x, y int) int {
 return x ^ y
}
func calculationAND(x, y int) int {
 return x & y
}

// 回调函数的具体实现
func main() {
 fmt.Println(test1(2, 3, calculationXOR)) //这样调用test1就能实现异或 以及 与的运算
 fmt.Println(test1(2, 3, calculationAND))
}

代码语言：javascript复制

1
2

再看个简单例子：将字符串转为Int，转换失败时执行回调函数，输出错误信息

代码语言：javascript复制

package main

import (
 "fmt"
 "strconv"
)

type Callback func(msg string)

// 将字符串转换为int64，如果转换失败调用Callback
func stringToInt(s string, callback Callback) int64 {
 if value, err := strconv.ParseInt(s, 0, 0); err != nil {
  callback(err.Error())
  return 0
 } else {
  return value
 }
}

// 记录日志消息的具体实现
func errLog(msg string) {
 fmt.Println("Convert error(转换发生了错误!): ", msg)
}

func main() {
 fmt.Println(stringToInt("18", errLog))
 fmt.Println(stringToInt("hh", errLog))
}

输出:

代码语言：javascript复制

18
Convert error(转换发生了错误!):  strconv.ParseInt: parsing "hh": invalid syntax

下面这个例子和第一个类似:

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

func main() {

 // 普通的加法操作
 add1 := func(a, b int) int {
  return a   b
 }

 // 定义另一种加法规则（即  加数*10 第二个加数）
 base := 10
 add2 := func(a, b int) int {
  return a*base   b
 }

 handleAdd(1, 2, add1)
 handleAdd(1, 2, add2)
}

// 将匿名函数作为参数
func handleAdd(a, b int, call func(int, int) int) {
 fmt.Println(call(a, b))
}

输出:

代码语言：javascript复制

3
12

这样就可以通过一个函数执行多种不同加法实现算法，提升代码的复用性

可以基于这个功能特性实现一些更复杂的业务逻辑，如 Go 官方 net/http 包底层的路由处理器[4]也是这么实现的：

代码语言：javascript复制

// HandleFunc registers the handler function for the given pattern
// in the DefaultServeMux.
// The documentation for ServeMux explains how patterns are matched.
func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
 DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
}

Go源码中还有非常多的将func作为参数的高阶函数，参数的func即回调函数，更多可参考

可通过关键字func(检索

延迟计算：闭包可以延迟计算，直到闭包被调用时才执行计算(将匿名函数作为函数返回值)

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

// 将函数作为返回值
func deferAdd(a, b int) func() int {
 return func() int {
  return a   b
 }
}

func main() {

 // 此时返回的是匿名函数
 addFunc := deferAdd(1, 2)

 // 这里才会真正执行加法操作
 fmt.Println(addFunc()) // 3

}

Go函数闭包底层实现

易错问题

循环里打印出的都是最后一个值

case1

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package main

import "fmt"

func main() {

 // 此时a是F()的返回值，即一个[]func()
 //a := F()
 a := func() []func() {
  b := make([]func(), 3, 3)
  for i := 0; i < 3; i   {
   b[i] = func() {
    fmt.Println(&i, i)
   }
  }
  return b
 }()

 a[0]( "0") //0x140000200c8 3
 a[1]( "1") //0x140000200c8 3
 a[2]( "2") //0x140000200c8 3
}

//func F() []func() {
// b := make([]func(), 3, 3)
// for i := 0; i < 3; i   {
//  b[i] = func() {
//   fmt.Println(&i, i)
//  }
// }
// return b
//}

解决办法:

每次复制变量 i 然后传到匿名函数中，让闭包的环境变量不相同。

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

func main() {
 a := F()
 a[0]( "0") //0x14000128008 0
 a[1]( "1") //0x14000128010 1
 a[2]( "2") //0x14000128018 2
}
func F() []func() {
 b := make([]func(), 3, 3)
 for i := 0; i < 3; i   {
  b[i] = (func(j int) func() {
   return func() {
    fmt.Println(&j, j)
   }
  })(i)
 }
 return b
}

//或者
//package main
//
//import "fmt"
//
//func main() {
// a := F()
// a[0]( "0") //0xc00004c080 0
// a[1]( "1") //0xc00004c088 1
// a[2]( "2") //0xc00004c090 2
//}
//func F() []func() {
// b := make([]func(), 3, 3)
// for i := 0; i < 3; i   {
//  j := i
//  b[i] = func() {
//   fmt.Println(&j, j)
//  }
// }
// return b
//}

参考自 GO 匿名函数和闭包[5]

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

func main() {
 // 保存函数闭包
 var s []func()

 for _, v := range []string{"a", "b", "c", "d", "e"} {
  s = append(s, func() {
   // 捕获v, 保存在闭包中
   fmt.Printf("value: %vn", v)
  })
 }

 for _, f := range s {
  f()
 }
}

输出:

代码语言：javascript复制

value: e
value: e
value: e
value: e
value: e

闭包中捕获的v不是"值", 而是"有地址的变量"（如GoLang闭包，注意！这里有蹊跷中图1所示），且创建闭包时，循环变量的值已经被确定，并与闭包关联。当闭包被调用时，它使用捕获的值，而不是当前值，解决的关键就在于重新声明变量，这样每个闭包都有自己的变量，能够正确地访问其所需的值

case2（for range Goroutine 使用闭包不当）

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package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {
 tests1ice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
 for _, v := range tests1ice {

  go func() {
   fmt.Println(v)
  }()
 }
 time.Sleep(2 * time.Second)
}

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由于没有在Goroutine中对切片执行写操作，所以首先排除了内存屏障的问题，最终还是通过反编译查看汇编代码，发现Goroutine打印的变量v，其实是地址引用，Goroutine执行的时候变量v所在地址所对应的值已经发生了变化，汇编代码如下：

代码语言：javascript复制

for _, v := range tests1ice {
  499224:       48 8d 05 f5 af 00 00    lea    0xaff5(%rip),%rax        # 4a4220 <type.* 0xa220>
  49922b:       48 89 04 24             mov    %rax,(%rsp)
  49922f:       e8 8c 3a f7 ff          callq  40ccc0 <runtime.newobject>
  499234:       48 8b 44 24 08          mov    0x8(%rsp),%rax
  499239:       48 89 44 24 48          mov    %rax,0x48(%rsp)
  49923e:       31 c9                   xor    �x,�x
  499240:       eb 3e                   jmp    499280 <main.main 0xc0>
  499242:       48 89 4c 24 18          mov    %rcx,0x18(%rsp)
  499247:       48 8b 54 cc 20          mov    0x20(%rsp,%rcx,8),%rdx
  49924c:       48 89 10                mov    %rdx,(%rax)
                go func() {
  49924f:       c7 04 24 08 00 00 00    movl   $0x8,(%rsp)
  499256:       48 8d 15 f3 b7 02 00    lea    0x2b7f3(%rip),%rdx        # 4c4a50 <go.func.* 0x6c>
  49925d:       48 89 54 24 08          mov    %rdx,0x8(%rsp)
  499262:       48 89 44 24 10          mov    %rax,0x10(%rsp)
  499267:       e8 54 3a fa ff          callq  43ccc0 <runtime.newproc>

解决方案一：在参数方式向匿名函数传递值引用

代码语言：javascript复制

package main

import (
  "fmt"
  "time"
)

func main() {
  tests1ice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
  for _, v := range tests1ice {
   w := v
   go func(w int) {
    fmt.Println(w)
   }(w)
  }
  time.Sleep(time.Second)
}

代码语言：javascript复制

解决方案二：在调用gorouinte前将变量进行值拷贝

代码语言：javascript复制

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {
 tests1ice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
 for _, v := range tests1ice {
  w := v
  go func() {
   fmt.Println(w)
  }()
 }
 time.Sleep(time.Second)
}

代码语言：javascript复制

Go的闭包看你犯错，Rust却默默帮你排坑

另外的例子:

代码语言：javascript复制

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {
 s := []int{1, 2, 3}
 for _, v := range s {
  go func() {
   fmt.Println(v) // 输出结果3 3 3
  }()
 }

 time.Sleep(1e9)
}

无法得到预期结果1，2，3的原因是在没有将变量 v 的拷贝值传进匿名函数之前，只能获取最后一次循环的值,是新手最容易遇到的坑之一。有效规避方式为每次将变量v的拷贝传进函数：

代码语言：javascript复制

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {

 s := []int{1, 2, 3}
 for _, v := range s {
  go func(v int) {
   fmt.Println(v) // 输出结果1，2，3或 1，3，2 或其他顺序
  }(v)
 }

 time.Sleep(1e9)
}

搭配defer使用：往defer里传入一个闭包，虽然是值传递，但是拷贝的是函数指针，可以解决一些使用defer会立刻拷贝函数中引用的外部参数引起的时机问题。

代码语言：javascript复制

package main

import "fmt"

func main() {
 x, y := 1, 2

 defer func(a int) {
  fmt.Printf("x:%d,y:%dn", a, y) // y 为闭包引用，最终结果为x：1，y：102
 }(x) // 复制 x 的值

 x  = 100
 y  = 100
}

无法得到期待的结果x：1，y：2的原因是：defer 调用会在当前函数执行结束前才被执行，这些调用被称为延迟调用，而defer 中使用匿名函数是一个闭包，y为闭包引用的外部变量会跟着闭包环境变化，当延迟调用时y已经变成102，所以最终输出的y也不再是2了。

有效规避方式只需要去掉defer即可

参考资料

[1]

GO 匿名函数和闭包: https://segmentfault.com/a/1190000018689134

[2]

Go基础系列：函数(2)——回调函数和闭包 : https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/9878898.html

[3]

【Go基础】搞懂函数回调和闭包: https://blog.csdn.net/dl962454/article/details/123460053

[4]

路由处理器: https://github.com/golang/go/blob/master/src/net/http/server.go#L2573

[5]

GO 匿名函数和闭包: https://segmentfault.com/a/1190000018689134

go func 闭包变量函数

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Go中的匿名函数与闭包

闭包 与 普通函数的区别

匿名函数和闭包的关系

一些例子

无参数也无返回值的匿名函数

带参数的匿名函数

变形1：

变形2：

有返回值的匿名函数

当返回值是匿名函数

当参数是匿名函数

多个匿名函数

常见使用场景

私有数据：闭包可以捕获函数内部的数据，并且对外部不可见。这是一种创建私有数据的方法（保证局部变量的安全性）

回调函数：闭包可以用作回调函数(例如在异步编程中，可以捕获外部函数的上下文) && 高阶函数：闭包可以用作高阶函数的参数，并在调用时返回新的函数？（将匿名函数作为函数参数；可以让该函数执行多种不同逻辑）

延迟计算：闭包可以延迟计算，直到闭包被调用时才执行计算(将匿名函数作为函数返回值)

易错问题

循环里打印出的都是最后一个值

case1

case2（for range Goroutine 使用闭包不当）

参考资料

闭包与普通函数的区别