「Mac玩转仓颉内测版51」基础篇13 - 高阶函数与闭包

本篇详细介绍高阶函数 和闭包，这是仓颉语言中实现灵活逻辑的关键工具。高阶函数可将函数作为参数或返回值使用，而闭包能捕获其定义域中的变量，并在后续调用中保持状态。这些概念能让代码更加简洁、灵活，并提升复用性。

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关键词

• 高阶函数
• 闭包
• 函数作为参数和返回值
• 捕获变量

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一、高阶函数

高阶函数可以接受函数作为参数或将函数作为返回值，在回调、事件处理和逻辑组合中广泛使用。

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1.1 函数作为参数

// 定义程序包名称为 cjcDemo
package cjcDemo

// 高阶函数 applyTwice：接收函数 fn 和整数 x，将 fn 应用两次并返回结果
func applyTwice(fn: (Int64) -> Int64, x: Int64): Int64 {
    return fn(fn(x))  // 两次应用 fn
}

// 定义增量函数 increment，将输入整数加 1
func increment(n: Int64): Int64 {
    return n + 1
}

// 主函数入口
main(): Int64 {
    let result = applyTwice(increment, 5)  // 结果为 7（5 + 1 + 1）
    println("结果: ${result}")  // 输出: 7
    return 0
}

applyTwice 展示了如何将函数作为参数传递，并多次调用其逻辑。

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1.2 函数作为返回值

// 定义程序包名称为 cjcDemo
package cjcDemo

// 定义工厂函数 makeAdder，返回一个闭包函数
func makeAdder(increment: Int64): (Int64) -> Int64 {
    return { x: Int64 => x + increment }  // 返回匿名函数
}

// 主函数入口
main(): Int64 {
    let addFive = makeAdder(5)  // 创建加 5 的闭包
    let result = addFive(10)  // 结果为 15（10 + 5）
    println("结果: ${result}")  // 输出: 15
    return 0
}

这里展示了如何通过高阶函数返回一个匿名函数（闭包）。

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二、闭包

闭包是函数或 lambda，从其定义域中捕获变量并保持状态，即使脱离了作用域，变量依然可用。

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2.1 捕获变量的闭包示例

// 定义程序包名称为 cjcDemo
package cjcDemo

// 创建计数器函数，直接调用闭包以捕获可变变量
func createCounter() {
    var count = 0  // 初始化可变变量 count

    // 定义一个内部闭包函数，用于递增 count
    func increment() {
        count += 1  // 每次调用递增 count
        println("当前计数: ${count}")  // 打印当前 count 值
    }

    // 在函数内直接调用闭包，而不是将其返回
    increment()  // 第一次调用，输出: 当前计数: 1
    increment()  // 第二次调用，输出: 当前计数: 2
    increment()  // 第三次调用，输出: 当前计数: 3
}

// 主函数，程序入口
main(): Int64 {
    // 调用 createCounter 函数，执行闭包内部逻辑
    createCounter()

    return 0  // 返回 0 表示程序成功执行
}

此示例展示了闭包如何捕获变量，并在多次调用之间保留状态。

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2.2 闭包的限制与错误处理

1. 捕获的变量必须已初始化：

func faultyClosure() {
    var x: Int64
    let closure = func() { println(x) }  // 错误：x 未初始化
    x = 10
    closure()
}

2. 可变变量的捕获：捕获可变变量时，需注意避免逃逸问题，否则闭包只能在作用域内使用。

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三、闭包的实际应用

1. 回调函数与事件处理：闭包可用于处理异步事件中的状态。
2. 计数器与缓存：闭包能在多次调用之间保存状态。
3. 函数组合：通过高阶函数与闭包实现复杂逻辑。

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四、闭包的高级概念

1. 变量捕获的形式：

   • 函数参数的默认值可以捕获外部变量。
   • 函数或 lambda可以引用定义域之外的局部变量。
   • 实例成员变量可以通过非成员函数访问。

2. 非捕获的情况：

   • 在闭包内引用的局部变量。
   • 形参变量 和全局变量的访问。

3. 传递性捕获：如果一个函数调用了捕获可变变量的闭包，该函数也会间接捕获这些变量。

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小结

高阶函数与闭包是仓颉语言中重要的工具。高阶函数提高了代码的复用性，而闭包让状态在多次调用之间得以保持。理解它们的特性与限制，能让你编写更简洁、灵活的代码。

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下篇预告

下一篇将介绍递归函数与尾递归优化，探讨如何在仓颉语言中实现高效递归调用。

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作者：SoraLuna

链接：https://www.nutpi.net/thread?topicId=417

來源：坚果派

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