Swift教程之闭包详解


闭包(Closures)是独立的函数代码块,能在代码中传递及使用。Swift中的闭包与C和Objective-C中的代码块及其它编程语言中的匿名函数相似。

闭包可以在上下文的范围内捕获、存储任何被定义的常量和变量引用。因这些常量和变量的封闭性,而命名为“闭包(Closures)”。Swift能够对所有你所能捕获到的引用进行内存管理。

NOTE

假如你对“捕获(capturing)”不熟悉,请不要担心,具体可以参考Capturing Values(捕获值)。

全局函数和嵌套函数已在 Functions(函数)中介绍过,实际上这些都是特殊的闭包函数
全局函数都是闭包,特点是有函数名但没有捕获任何值。
嵌套函数都是闭包,特点是有函数名,并且可以在它封闭的函数中捕获值。
闭包表达式都是闭包,特点是没有函数名,可以使用轻量的语法在它所围绕的上下文中捕获值。
Swift的闭包表达式有着干净,清晰的风格,并常见情况下对于鼓励简短、整洁的语法做出优化。这些优化包括:
推理参数及返回值类型源自上下文
隐式返回源于单一表达式闭包
简约参数名
尾随闭包语法

1、闭包表达式

嵌套函数已经在Nested Functions(嵌套函数)中有所介绍,是种方便命名和定义自包含代码块的一种方式,然而,有时候在编写简短函数式的构造器时非常有用,它不需要完整的函数声明及函数名,尤其是在你需要调用一个或多个参数的函数时。
闭包表达式是一种编写内联闭包的方式,它简洁、紧凑。闭包表达式提供了数种语义优化,为的是以最简单的形式编程而不需要大量的声明或意图。以下以同一个sort函数进行几次改进,每次函数都更加简洁,以此说明闭包表达式的优化。

Sort函数

Swift的标准函数库提供了一个名为sort的函数,它通过基于输出类型排序的闭包函数,给已知类型的数组数据的值排序。一旦完成排序工作,会返回一个同先前数组相同大小,相同数据类型,并且的新数组,并且这个数组的元素都在正确排好序的位置上。
The closure expression examples below use the sort function to sort an array of String values in reverse alphabetical order. Here's the initial array to be sorted:
以下的闭包表达式通过sort函数将String值按字母顺序进行排序作说明,这是待排序的初始化数组。

Operator Functions 。

2、Trailing 闭包

如果您需要将一个很长的闭包表达式作为最后一个参数传递给函数,可以使用 trailing 闭包来增强函数的可读性。

Trailing 闭包是一个书写在函数括号之外(之后)的闭包表达式,函数支持将其作为最后一个参数调用。

复制代码 代码如下:

func someFunctionThatTakesAClosure(closure: () -> ()) {
// function body goes here
}
// here's how you call this function without using a trailing closure:
someFunctionThatTakesAClosure({
// closure's body goes here
})
// here's how you call this function with a trailing closure instead:
someFunctionThatTakesAClosure() {
// trailing closure's body goes here
}

注意

如果函数只需要闭包表达式一个参数,当您使用 trailing 闭包时,您甚至可以把 () 省略掉。

在上例中作为 sort 函数参数的字符串排序闭包可以改写为:

复制代码 代码如下:
 
reversed = sort(names) { $0 > $1 }

当闭包非常长以至于不能在一行中进行书写时,Trailing 闭包就变得非常有用。 举例来说,Swift 的 Array 类型有一个 map 方法,其获取一个闭包表达式作为其唯一参数。数组中的每一个元素调用一次该闭包函数,并返回该元素所映射的值(也可以是不同类型的值)。 具体的映射方式和返回值类型由闭包来指定。

当提供给数组闭包函数后,map 方法将返回一个新的数组,数组中包含了与原数组一一对应的映射后的值。

下例介绍了如何在 map 方法中使用 trailing 闭包将 Int 类型数组 [16,58,510] 转换为包含对应 String 类型的数组 ["OneSix", "FiveEight", "FiveOneZero"]:

复制代码 代码如下:
 
let digitNames = [
0: "Zero", 1: "One", 2: "Two", 3: "Three", 4: "Four",
5: "Five", 6: "Six", 7: "Seven", 8: "Eight", 9: "Nine"
]
let numbers = [16, 58, 510]

上面的代码创建了整数数字到他们的英文名字之间映射字典。 同时定义了一个准备转换为字符串的整型数组。

你现在可以通过传递一个 trailing 闭包给 numbers 的 map 方法来创建对应的字符串版本数组。需要注意的时调用 numbers.map不需要在 map 后面包含任何括号,因为只需要传递闭包表达式这一个参数,并且该闭包表达式参数通过 trailing 方式进行撰写:

复制代码 代码如下:

let strings = numbers.map {
(var number) -> String in
var output = ""
while number > 0 {
output = digitNames[number % 10]! + output
number /= 10
}
return output
}
// strings is inferred to be of type String[]
// its value is ["OneSix", "FiveEight", "FiveOneZero"]

map 在数组中为每一个元素调用了闭包表达式。您不需要指定闭包的输入参数 number 的类型,因为可以通过要映射的数组类型进行推断。

闭包 number 参数被声明为一个变量参数 (变量的具体描述请参看Constant and Variable Parameters),因此可以在闭包函数体内对其进行修改。闭包表达式制定了返回值类型为 String,以表明存储映射值的新数组类型为 String。

闭包表达式在每次被调用的时候创建了一个字符串并返回。其使用求余运算符 (number % 10) 计算最后一位数字并利用digitNames 字典获取所映射的字符串。

注意:

字典 digitNames 下标后跟着一个叹号 (!),因为字典下标返回一个可选值 (optional value),表明即使该 key不存在也不会查找失败。 在上例中,它保证了 number % 10 可以总是作为一个 digitNames 字典的有效下标 key。 因此叹号可以用于强展开 (force-unwrap) 存储在可选下标项中的 String 类型值。

从 digitNames 字典中获取的字符串被添加到输出的前部,逆序建立了一个字符串版本的数字。 (在表达式 number % 10中,如果number为16,则返回6,58返回8,510返回0)。

number 变量之后除以10。 因为其是整数,在计算过程中未除尽部分被忽略。 因此 16变成了1,58变成了5,510变成了51。

整个过程重复进行,直到 number /= 10 为0,这时闭包会将字符串输出,而map函数则会将字符串添加到所映射的数组中。

上例中 trailing 闭包语法在函数后整洁封装了具体的闭包功能,而不再需要将整个闭包包裹在 map 函数的括号内。

3、获取值

闭包可以在其定义的范围内捕捉(引用/得到)常量和变量,闭包可以引用和修改这些值,即使定义的常量和变量已经不复存在了依然可以修改和引用。牛逼吧、

在Swift中最简单形式是一个嵌套函数,写在另一个函数的方法里面。嵌套函数可以捕获任何外部函数的参数,也可以捕获任何常量和变量在外部函数的定义。

看下面这个例子,一个函数方法为makeIncrementor、这是一个嵌套函数,在这个函数体内嵌套了另一个函数方法:incrementor,在这个incrementor函数体内有两个参数: runningTotal和amount,实际运作时传进所需的两个参数后,incrementor函数每次被调用时都会返回一个runningTotal值提供给外部的makeIncrementor使用:

复制代码 代码如下:

func makeIncrementor(forIncrement amount: Int) -> () -> Int {
var runningTotal = 0
func incrementor() -> Int {
runningTotal += amount
return runningTotal
}
return incrementor
}

而函数makeincrementor的返回类型值我们可以通过函数名后面的()-> int得知返回的是一个Int类型的值。如需想学习了解更多地函数返回类型,可以参考: Function Types as Return Types.(超链接跳转)

我们可以看见makeincrementor这个函数体内首先定义了一个整型变量:runningtotal,初始值为 0 ,而incrementor()函数最终运行的出来的返回值会赋值给这个整型变量。

makeincrementor函数()中向外部抛出了一个forIncrement参数供外部穿参进来、一旦有值进入函数体内会被函数实例化替代为amount,而amount会被传递进内嵌的incrementor函数体中与整型常量runningTotal相加得到一个新的runningTotal并返回。而我们这个主函数要返回的值是Int类型,runningTotal直接作为最终值被返回出去、makeincrementor函数()执行完毕。

makeincrementor函数()在其内部又定义了一个新的函数体incrementor,作用就是将外部传递过来的值amount 传进incrementor函数中与整形常量runningTotal相加得到一个新的runningTotal,

单独的看incrementor函数、你会发现这个函数不寻常:

复制代码 代码如下:

func incrementor() -> Int {
runningTotal += amount
return runningTotal
}

因为incrementor函数没有任何的参数,但是在它的函数方法体内却指向runningTotal和amount,显而易见、这是incrementor函数获取了外部函数的值amount,incrementor不能去修改它但是却可以和体内的runningTotal相加得出新的runningTotal值返回出去。

不过,由于runningtotal每次被调用时都会相加改变一次实际值,相应地incrementor函数被调用时会去加载最新的runningtotal值,而不再是第一次初始化的0.并且需要保证每次runningTotal的值在makeIncrementor函数体内不会丢失直到函数完全加载完毕。要能确保在函数体内下一次引用时上一次的值依然还在。

注意
Swift中需要明确知道什么时候该引用什么时候该赋值,在incrementor函数中你不需要注解amount 和runningTotal。Swift还负责处理当函数不在需要runningTotal的时候,内存应该如何去管理。

这里有一个例子makeIncrementor函数:

复制代码 代码如下:

let incrementByTen = makeIncrementor(forIncrement: 10)

4、引用类型闭包

在上面的例子中,incrementBySeven和incrementByTen是常量,但是这些常量在闭包的状态下依然可以被修改。为何?很简单,因为函数和闭包是引用类型。
当你指定一个函数或一个闭包常量/变量时、实际上是在设置该常量或变量是否为一个引用函数。在上面的例子中,它是闭合的选择,incrementByTen指的是恒定的,而不是封闭件本身的内容。
这也意味着,如果你分配一个封闭两种不同的常量或变量,这两个常量或变量将引用同一个闭包:

复制代码 代码如下:
 
let alsoIncrementByTen = incrementByTen
alsoIncrementByTen()
// returns a value of 50


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