Что такое замыкание closure функция литерал

Замыкания — Python: Функции

Представим, что нам нужно передать значения между функциями, при этом нам не хочется создавать глобальные переменные или передавать их через параметры функции. В этом случае стоит использовать замыкания, которые мы разберем в этом уроке. Мы узнаем, что это такое, когда они возникают, как работать с ними и где они используются.

Что такое замыкания

Замыкания — это функция, которая запоминает значения из своей внешней области видимости, даже если эта область уже недоступна. Она создается, когда функция объявляется, и продолжает запоминать значения переменных даже после того, как вызывающая функция завершит свою работу.

Замыкания — это инструмент, который позволяет сохранять значения и состояние между вызовами функций, создавать функции на лету и возвращать их из других функций.

Когда возникают замыкания

Замыкание возникает, когда функция объявляется внутри другой функции и использует переменные из внешней функции. В этом случае внешняя функция создает замыкание, которое хранит ссылку на внешние переменные, используемые во внутренней функции. Замыкание позволяет внутренней функции получить доступ к этим переменным, даже если внешняя функция уже завершилась.

Рассмотрим пример кода, чтобы проиллюстрировать это понятие:

def outer_function(x): def inner_function(y): return x + y return inner_function closure = outer_function(10) print(closure(5)) # => 15 

В этом примере мы создаем функцию outer_function , которая принимает аргумент x и возвращает внутреннюю функцию inner_function . Внутренняя функция также принимает аргумент y и возвращает сумму x и y .

Затем мы создаем замыкание closure , вызывая outer_function с аргументом 10 . Теперь closure ссылается на inner_function и хранит значение x как 10.

В конце вызываем closure с аргументом 5 и выводим результат — 15 . Замыкание closure сохраняет значение x как 10 между вызовами, поэтому оно может быть использовано внутри inner_function даже после того, как outer_function уже завершила свою работу.

Scope

Scope — это область видимости в Python, которая определяет доступность переменных внутри блока кода. Scope определяет, где переменные могут быть использованы, и какие имена переменных могут быть вызваны в каждой области кода.

В Python есть две области видимости переменных:

• Глобальная — относится к переменным, которые определены вне функций, классов или модулей. Если переменная определена в глобальной области видимости, она может быть использована в любом месте программы
• Локальная — относится к переменным, которые определены внутри функций, классов или методов. Если переменная определена в локальной области видимости функции, то она не может быть использована вне этой функции

x = 10 # глобальная переменная def my_func(): x = 5 # локальная переменная print("x внутри функции:", x) my_func() print("x вне функции:", x) 

В этом примере у нас две переменные с именем x . Одна является глобальной переменной, определенной вне функции. А другая — локальная переменная, определенная внутри функции. Вывод этого кода будет следующим:

Когда мы обращаемся к переменной внутри функции, Python ищет ее сначала в локальной области видимости функции, а затем — в глобальной области видимости. Если переменная не найдена ни в одной из этих областей, Python генерирует исключение NameError .

Чтобы изменить значение глобальной переменной внутри функции, нужно явно объявить ее как глобальную с помощью ключевого слова global :

x = 5 print(x) # => 5 def foo(): global x x = 10 print(x) foo() # => 10 print(x) # => 10 

Здесь мы объявляем переменную x как глобальную внутри функции foo с помощью ключевого слова global . После этого мы можем изменять ее значение, которое будет сохранено после выполнения функции.

nonlocal — это ключевое слово в Python, которое используется при замыканиях во внутренней функции. Оно позволяет изменять значение переменных, определенных во внешней функции.

def outer(): x = 1 def inner(): nonlocal x x = 2 print("outer:", x) inner() print("outer:", x) outer() 

В этом примере мы создали две функции:

• outer — имеет переменную x со значением 1. Она выводит первоначальное значение x и затем вызывает функцию inner . После вызова inner она выводит новое значение x .
• inner — устанавливает значение x равному 2, используя ключевое слово nonlocal .

При выполнении этого кода будет выведено:

Значение переменной x изменяется в функции inner с помощью ключевого слова nonlocal и это изменение также отражается в функции outer .

Как работают замыкания

Замыкание состоит из двух частей:

• Внешняя функция
• Внутренняя функция

Внутренняя функция имеет доступ к переменным из внешней функции даже после того, как внешняя функция завершила свою работу. Это происходит, так как замыкание сохраняет ссылку на эти переменные, а не копирует их значение. Так замыкания могут использовать и изменять значения этих переменных между вызовами.

Теперь рассмотрим несколько примеров замыканий:

def counter(): count = 0 def inner(): nonlocal count count += 1 return count return inner c = counter() print(c()) # 1 print(c()) # 2 print(c()) # 3 

В этом примере мы создаем функцию counter , которая возвращает внутреннюю функцию inner . Внутри counter мы определяем переменную count и возвращаем inner . Внутренняя функция inner использует переменную count , которая определена во внешней функции counter с помощью оператора nonlocal , и увеличивает ее значение на единицу при каждом вызове.

Затем мы создаем замыкание c , вызывая counter . Замыкание c ссылается на inner и хранит значение count равное 0 .

В конце вызываем c три раза и выводим результаты, которые должны быть 1 , 2 и 3 . Замыкание c сохраняет значение count между вызовами, поэтому переменная count увеличивается на единицу каждый раз, когда мы вызываем c .

Еще один пример:

def add_number(n): def inner(x): return x + n return inner add_five = add_number(5) add_ten = add_number(10) print(add_five(3)) # 8 print(add_ten(3)) # 13 

В этом примере мы создаем функцию add_number , которая принимает аргумент n и возвращает внутреннюю функцию inner . Внутренняя функция inner также принимает аргумент x и возвращает сумму n и x .

Затем мы создаем два замыкания: add_five и add_ten , вызывая add_number с аргументами 5 и 10 соответственно.

В конце вызываем каждое замыкание с аргументом 3 и выводим результаты, которые должны быть 8 и 13 . Замыкания add_five и add_ten хранят значения n как 5 и 10 между вызовами, поэтому они могут быть использованы внутри inner_function даже после того, как add_number уже завершила свою работу.

Где применяются замыкания

Замыкания также используются для создания функций с доступом к переменным, которые не должны быть изменены другими функциями. Это может быть полезно, например, при создании генераторов случайных чисел или при работе с конфигурационными файлами.

Рассмотрим пример такой функции:

def password_protected(password): def inner(): if password == 'secret': print("Access granted") else: print("Access denied") return inner login = password_protected('secret') login() # Access granted 

Здесь мы создаем функцию password_protected , которая возвращает внутреннюю функцию inner . Она проверяет, равен ли аргумент password , переданный при создании password_protected , ‘secret’ , и выводит соответствующее сообщение.

config =  'language': 'ru', 'timezone': 'UTC' > def get_config(key): def inner(): return config.get(key, None) return inner get_language = get_config('language') get_timezone = get_config('timezone') print(get_language()) # ru print(get_timezone()) # UTC 

Здесь мы создаем словарь config и функцию get_config . Эта функция возвращает внутреннюю функцию inner , которая возвращает значение, связанное с переданным ключом. Затем мы создаем функции get_language и get_timezone с помощью get_config , чтобы получить значения из словаря config .

Выводы

Замыкания — это концепция функционального программирования, которая позволяет создавать функции с доступом к переменным, находящимся вне их области видимости. Они широко применяются в различных областях программирования, таких как работа с файлами, сетевыми протоколами и многопоточностью.

Основные преимущества замыканий в Python:

• Позволяют создавать функции, которые имеют доступ к переменным, находящимся вне их области видимости
• Позволяют создавать гибкие и эффективные решения для различных задач программирования

Основные недостатки замыканий:

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно

• 130 курсов, 2000+ часов теории
• 1000 практических заданий в браузере
• 360 000 студентов

Наши выпускники работают в компаниях:

Область видимости переменных, замыкание

JavaScript – язык с сильным функционально-ориентированным уклоном. Он даёт нам много свободы. Функция может быть динамически создана, скопирована в другую переменную или передана как аргумент другой функции и позже вызвана из совершенно другого места.

Мы знаем, что функция может получить доступ к переменным из внешнего окружения, эта возможность используется очень часто.

Но что произойдёт, когда внешние переменные изменятся? Функция получит последнее значение или то, которое существовало на момент создания функции?

И что произойдёт, когда функция переместится в другое место в коде и будет вызвана оттуда – получит ли она доступ к внешним переменным своего нового местоположения?

Разные языки ведут себя по-разному в таких случаях, и в этой главе мы рассмотрим поведение JavaScript.

Мы будем говорить о переменных let/const здесь

В JavaScript существует три способа объявить переменную: let , const (современные), и var (пережиток прошлого).

• В этой статье мы будем использовать переменные let в примерах.
• Переменные, объявленные с помощью const , ведут себя так же, так что эта статья и о них.
• Старые переменные var имеют несколько характерных отличий, они будут рассмотрены в главе Устаревшее ключевое слово «var».

Блоки кода

Если переменная объявлена внутри блока кода <. >, то она видна только внутри этого блока.

 < // выполняем некоторые действия с локальной переменной, которые не должны быть видны снаружи let message = "Hello"; // переменная видна только в этом блоке alert(message); // Hello >alert(message); // ReferenceError: message is not defined

С помощью блоков <. >мы можем изолировать часть кода, выполняющую свою собственную задачу, с переменными, принадлежащими только ей:

Без блоков была бы ошибка

Обратите внимание, что без отдельных блоков возникнет ошибка, если мы используем let с существующим именем переменной:

// показать сообщение let message = "Hello"; alert(message); // показать другое сообщение let message = "Goodbye"; // SyntaxError: Identifier 'message' has already been declared alert(message);

Для if , for , while и т.д. переменные, объявленные в блоке кода <. >, также видны только внутри:

if (true) < let phrase = "Hello"; alert(phrase); // Hello >alert(phrase); // Ошибка, нет такой переменной!

В этом случае после завершения работы if нижний alert не увидит phrase , что и приведет к ошибке.

И это замечательно, поскольку это позволяет нам создавать блочно-локальные переменные, относящиеся только к ветви if .

То же самое можно сказать и про циклы for и while :

for (let i = 0; i < 3; i++) < // переменная i видна только внутри for alert(i); // 0, потом 1, потом 2 >alert(i); // Ошибка, нет такой переменной!

Визуально let i = 0; находится вне блока кода <. >, однако здесь в случае с for есть особенность: переменная, объявленная внутри (. ) , считается частью блока.

Вложенные функции

Функция называется «вложенной», когда она создаётся внутри другой функции.

Это очень легко сделать в JavaScript.

Мы можем использовать это для упорядочивания нашего кода, например, как здесь:

function sayHiBye(firstName, lastName) < // функция-помощник, которую мы используем ниже function getFullName() < return firstName + " " + lastName; >alert( "Hello, " + getFullName() ); alert( "Bye, " + getFullName() ); >

Здесь вложенная функция getFullName() создана для удобства. Она может получить доступ к внешним переменным и, значит, вывести полное имя. В JavaScript вложенные функции используются очень часто.

Что ещё интереснее, вложенная функция может быть возвращена: либо в качестве свойства нового объекта (если внешняя функция создаёт объект с методами), либо сама по себе. И затем может быть использована в любом месте. Не важно где, она всё так же будет иметь доступ к тем же внешним переменным.

Ниже, makeCounter создает функцию «счётчик», которая при каждом вызове возвращает следующее число:

function makeCounter() < let count = 0; return function() < return count++; // есть доступ к внешней переменной "count" >; > let counter = makeCounter(); alert( counter() ); // 0 alert( counter() ); // 1 alert( counter() ); // 2

Несмотря на простоту этого примера, немного модифицированные его варианты применяются на практике, например, в генераторе псевдослучайных чисел и во многих других случаях.

Как это работает? Если мы создадим несколько таких счётчиков, будут ли они независимыми друг от друга? Что происходит с переменными?

Понимание таких вещей полезно для повышения общего уровня владения JavaScript и для более сложных сценариев. Так что давайте немного углубимся.

Лексическое окружение

Здесь водятся драконы!

Глубокое техническое описание – впереди.

Как бы мне ни хотелось избежать низкоуровневых деталей языка, любое представление о JavaScript без них будет недостаточным и неполным, так что приготовьтесь.

Для большей наглядности объяснение разбито на несколько шагов.

Шаг 1. Переменные

В JavaScript у каждой выполняемой функции, блока кода <. >и скрипта есть связанный с ними внутренний (скрытый) объект, называемый лексическим окружением LexicalEnvironment .

Объект лексического окружения состоит из двух частей:

1. Environment Record – объект, в котором как свойства хранятся все локальные переменные (а также некоторая другая информация, такая как значение this ).
2. Ссылка на внешнее лексическое окружение – то есть то, которое соответствует коду снаружи (снаружи от текущих фигурных скобок).

«Переменная» – это просто свойство специального внутреннего объекта: Environment Record . «Получить или изменить переменную», означает, «получить или изменить свойство этого объекта».

Например, в этом простом коде только одно лексическое окружение:

Это, так называемое, глобальное лексическое окружение, связанное со всем скриптом.

На картинке выше прямоугольник означает Environment Record (хранилище переменных), а стрелка означает ссылку на внешнее окружение. У глобального лексического окружения нет внешнего окружения, так что она указывает на null .

По мере выполнения кода лексическое окружение меняется.

Вот более длинный код:

Прямоугольники с правой стороны демонстрируют, как глобальное лексическое окружение изменяется в процессе выполнения кода:

1. При запуске скрипта лексическое окружение предварительно заполняется всеми объявленными переменными.
   • Изначально они находятся в состоянии «Uninitialized». Это особое внутреннее состояние, которое означает, что движок знает о переменной, но на нее нельзя ссылаться, пока она не будет объявлена с помощью let . Это почти то же самое, как если бы переменная не существовала.
2. Появляется определение переменной let phrase . У неё ещё нет присвоенного значения, поэтому присваивается undefined . С этого момента мы можем использовать переменную.
3. Переменной phrase присваивается значение.
4. Переменная phrase меняет значение.

Пока что всё выглядит просто, правда?

• Переменная – это свойство специального внутреннего объекта, связанного с текущим выполняющимся блоком/функцией/скриптом.
• Работа с переменными – это на самом деле работа со свойствами этого объекта.

Лексическое окружение – объект спецификации

«Лексическое окружение» – это объект спецификации: он существует только «теоретически» в спецификации языка для описания того, как все работает. Мы не можем получить этот объект в нашем коде и манипулировать им напрямую.

JavaScript-движки также могут оптимизировать его, отбрасывать неиспользуемые переменные для экономии памяти и выполнять другие внутренние действия, но при этом видимое поведение остается таким, как описано.

Шаг 2. Function Declaration

Функция – это тоже значение, как и переменная.

Разница заключается в том, что Function Declaration мгновенно инициализируется полностью.

Когда создается лексическое окружение, Function Declaration сразу же становится функцией, готовой к использованию (в отличие от let , который до момента объявления не может быть использован).

Именно поэтому мы можем вызвать функцию, объявленную как Function Declaration, до самого её объявления.

Вот, к примеру, начальное состояние глобального лексического окружения при добавлении функции:

Конечно, такое поведение касается только Function Declaration, а не Function Expression, в которых мы присваиваем функцию переменной, например, let say = function(name) <. >.

Шаг 3. Внутреннее и внешнее лексическое окружение

Когда запускается функция, в начале ее вызова автоматически создается новое лексическое окружение для хранения локальных переменных и параметров вызова.

Например, для say(«John») это выглядит так (выполнение находится на строке, отмеченной стрелкой):

В процессе вызова функции у нас есть два лексических окружения: внутреннее (для вызываемой функции) и внешнее (глобальное):

• Внутреннее лексическое окружение соответствует текущему выполнению say . В нём находится одна переменная name , аргумент функции. Мы вызываем say(«John») , так что значение переменной name равно «John» .
• Внешнее лексическое окружение – это глобальное лексическое окружение. В нём находятся переменная phrase и сама функция.

У внутреннего лексического окружения есть ссылка на внешнее outer .

Когда код хочет получить доступ к переменной – сначала происходит поиск во внутреннем лексическом окружении, затем во внешнем, затем в следующем и так далее, до глобального.

Если переменная не была найдена, это будет ошибкой в строгом режиме ( use strict ). Без строгого режима, для обратной совместимости, присваивание несуществующей переменной создаёт новую глобальную переменную с таким же именем.

Давайте посмотрим, как происходит поиск в нашем примере:

• Для переменной name , alert внутри say сразу же находит ее во внутреннем лексическом окружении.
• Когда alert хочет получить доступ к phrase , он не находит её локально, поэтому вынужден обратиться к внешнему лексическому окружению и находит phrase там.

Шаг 4. Возврат функции

Давайте вернёмся к примеру с makeCounter :

function makeCounter() < let count = 0; return function() < return count++; >; > let counter = makeCounter();

В начале каждого вызова makeCounter() создается новый объект лексического окружения, в котором хранятся переменные для конкретного запуска makeCounter .

Таким образом, мы имеем два вложенных лексических окружения, как в примере выше:

Отличие заключается в том, что во время выполнения makeCounter() создается крошечная вложенная функция, состоящая всего из одной строки: return count++ . Мы ее еще не запускаем, а только создаем.

Все функции помнят лексическое окружение, в котором они были созданы. Технически здесь нет никакой магии: все функции имеют скрытое свойство [[Environment]] , которое хранит ссылку на лексическое окружение, в котором была создана функция:

Таким образом, counter.[[Environment]] имеет ссылку на лексического окружения. Так функция запоминает, где она была создана, независимо от того, где она вызывается. Ссылка на [[Environment]] устанавливается один раз и навсегда при создании функции.

Впоследствии, при вызове counter() , для этого вызова создается новое лексическое окружение, а его внешняя ссылка на лексическое окружение берется из counter.[[Environment]] :

Теперь, когда код внутри counter() ищет переменную count , он сначала ищет ее в собственном лексическом окружении (пустом, так как там нет локальных переменных), а затем в лексическом окружении внешнего вызова makeCounter() , где находит count и изменяет ее.

Переменная обновляется в том лексическом окружении, в котором она существует.

Вот состояние после выполнения:

Если мы вызовем counter() несколько раз, то в одном и том же месте переменная count будет увеличена до 2 , 3 и т.д.

В программировании есть общий термин: «замыкание», – который должен знать каждый разработчик.

Замыкание – это функция, которая запоминает свои внешние переменные и может получить к ним доступ. В некоторых языках это невозможно, или функция должна быть написана специальным образом, чтобы получилось замыкание. Но, как было описано выше, в JavaScript, все функции изначально являются замыканиями (есть только одно исключение, про которое будет рассказано в Синтаксис «new Function»).

То есть они автоматически запоминают, где были созданы, с помощью скрытого свойства [[Environment]] , и все они могут получить доступ к внешним переменным.

Когда на собеседовании фронтенд-разработчику задают вопрос: «что такое замыкание?», – правильным ответом будет определение замыкания и объяснения того факта, что все функции в JavaScript являются замыканиями, и, может быть, несколько слов о технических деталях: свойстве [[Environment]] и о том, как работает лексическое окружение.

Сборка мусора

Обычно лексическое окружение удаляется из памяти вместе со всеми переменными после завершения вызова функции. Это связано с тем, что на него нет ссылок. Как и любой объект JavaScript, оно хранится в памяти только до тех пор, пока к нему можно обратиться.

Однако если существует вложенная функция, которая все еще доступна после завершения функции, то она имеет свойство [[Environment]] , ссылающееся на лексическое окружение.

В этом случае лексическое окружение остается доступным даже после завершения работы функции.

function f() < let value = 123; return function() < alert(value); >> let g = f(); // g.[[Environment]] хранит ссылку на лексическое окружение // из соответствующего вызова f()

Обратите внимание, что если f() вызывается много раз и результирующие функции сохраняются, то все соответствующие объекты лексического окружения также будут сохранены в памяти. В приведенном ниже коде – все три:

function f() < let value = Math.random(); return function() < alert(value); >; > // 3 функции в массиве, каждая из которых ссылается на лексическое окружение // из соответствующего вызова f() let arr = [f(), f(), f()];

Объект лексического окружения исчезает, когда становится недоступным (как и любой другой объект). Другими словами, он существует только до тех пор, пока на него ссылается хотя бы одна вложенная функция.

В приведенном ниже коде после удаления вложенной функции ее окружающее лексическое окружение (а значит, и value ) очищается из памяти:

function f() < let value = 123; return function() < alert(value); >> let g = f(); // пока существует функция g, value остается в памяти g = null; // . и теперь память очищена.

Оптимизация на практике

Как мы видели, в теории, пока функция жива, все внешние переменные тоже сохраняются.

Но на практике движки JavaScript пытаются это оптимизировать. Они анализируют использование переменных и, если легко по коду понять, что внешняя переменная не используется – она удаляется.

Одним из важных побочных эффектов в V8 (Chrome, Edge, Opera) является то, что такая переменная становится недоступной при отладке.

Попробуйте запустить следующий пример в Chrome с открытой Developer Tools.

Когда код будет поставлен на паузу, напишите в консоли alert(value) .

function f() < let value = Math.random(); function g() < debugger; // в консоли: напишите alert(value); Такой переменной нет! >return g; > let g = f(); g();

Как вы можете видеть – такой переменной не существует! В теории, она должна быть доступна, но попала под оптимизацию движка.

Это может приводить к забавным (если удаётся решить быстро) проблемам при отладке. Одна из них – мы можем увидеть не ту внешнюю переменную при совпадающих названиях:

let value = "Сюрприз!"; function f() < let value = "ближайшее значение"; function g() < debugger; // в консоли: напишите alert(value); Сюрприз! >return g; > let g = f(); g();

Эту особенность V8 полезно знать. Если вы занимаетесь отладкой в Chrome/Edge/Opera, рано или поздно вы с ней столкнётесь.

Это не баг в отладчике, а скорее особенность V8. Возможно со временем это изменится. Вы всегда можете проверить это, запустив примеры на этой странице.

Задачи

Учитывает ли функция последние изменения?

важность: 5

Функция sayHi использует имя внешней переменной. Какое значение будет использоваться при выполнении функции?

let name = "John"; function sayHi() < alert("Hi, " + name); >name = "Pete"; sayHi(); // что будет показано: "John" или "Pete"?

Такие ситуации встречаются как при разработке для браузера, так и для сервера. Функция может быть назначена на выполнение позже, чем она была создана, например, после действия пользователя или сетевого запроса.

Итак, вопрос: учитывает ли она последние изменения?

Ответ: Pete.

Функция получает внешние переменные в том виде, в котором они находятся сейчас, она использует самые последние значения.

Старые значения переменных нигде не сохраняются. Когда функция обращается к переменной, она берет текущее значение из своего или внешнего лексического окружения.

Какие переменные доступны?

важность: 5

Приведенная ниже функция makeWorker создает другую функцию и возвращает ее. Эта новая функция может быть вызвана из другого места.

Будет ли она иметь доступ к внешним переменным из места своего создания, или из места вызова, или из обоих мест?

function makeWorker() < let name = "Pete"; return function() < alert(name); >; > let name = "John"; // создаём функцию let work = makeWorker(); // вызываем её work(); // что будет показано?

Какое значение будет показано? «Pete» или «John»?

Ответ: Pete.

Функция work() в приведенном ниже коде получает name из места его происхождения через ссылку на внешнее лексическое окружение:

Таким образом, в результате мы получаем «Pete» .

Но если бы в makeWorker() не было let name , то поиск шел бы снаружи и брал глобальную переменную, что мы видим из приведенной выше цепочки. В этом случае результатом было бы «John» .

Независимы ли счётчики?

важность: 5

Здесь мы делаем два счётчика: counter и counter2 , используя одну и ту же функцию makeCounter .

Они независимы? Что покажет второй счётчик? 0,1 или 2,3 или что-то ещё?

function makeCounter() < let count = 0; return function() < return count++; >; > let counter = makeCounter(); let counter2 = makeCounter(); alert( counter() ); // 0 alert( counter() ); // 1 alert( counter2() ); // ? alert( counter2() ); // ?

Ответ: 0,1.

Функции counter и counter2 созданы разными вызовами makeCounter .

Так что у них независимые внешние лексические окружения, у каждого из которых свой собственный count .

Что такое замыкание closure функция литерал

Замыкание (closure) представляет объект функции, который запоминает свое лексическое окружение даже в том случае, когда она выполняется вне своей области видимости.

Технически замыкание включает три компонента:

• внешняя функция, которая определяет некоторую область видимости и в которой определены некоторые переменные и параметры — лексическое окружение
• переменные и параметры (лексическое окружение), которые определены во внешней функции
• вложенная функция, которая использует переменные и параметры внешней функции

Function outer() < // внешняя функция var n; // некоторая переменная - лексическое окружение Function inner()< // вложенная функция // действия с переменной n >return inner; >

Рассмотрим замыкания на простейшем примере:

Function outer() < // внешняя функция var n = 5; // некоторая переменная - лексическое окружение функции inner void inner()< // вложенная функция // действия с переменной n n++; print(n); >return inner; > void main() < Function fn = outer(); // fn = inner, так как функция outer возвращает функцию inner // вызываем внутреннюю функцию inner fn(); // 6 fn(); // 7 fn(); // 8 >

Здесь функция outer задает область видимости, в которой определены внутренняя функция inner и переменная n. Переменная n представляет лексическое окружение для функции inner. В самой функции inner инкрементируем переменную n и выводим ее значение на консоль. В конце функция outer возвращает функцию inner.

Далее вызываем функцию outer:

Function fn = outer();

Поскольку функция outer возвращает функцию inner, то переменная fn будет хранить ссылку на функцию inner. При этом эта функция запомнила свое окружение — то есть внешнюю переменную n.

Далее мы фактически три раза вызываем функцию inner, и мы видим, что переменная n, которая определена вне функции inner, увеличивается на единицу:

fn(); // 6 fn(); // 7 fn(); // 8

То есть несмотря на то, что переменная x определена вне функции inner, эта функция запомнила свое окружение и может его использовать, несомотря на то, что она вызывается вне функции outer, в которой была определена. В этом и суть замыканий.

Кстати мы можем сократить определение функции outer, используя анонимную функцию:

Function outer()< var n = 5; return ()< n++; print(n); >; >

Рассмотрим другой пример:

Function multiply(int n) < return (int m) =>n * m; > void main() < Function func = multiply(5); int result1 = func(6); // 30 print(result1); // 30 int result2 = func(5); // 25 print(result2); // 25 >

Итак, здесь вызов функции multiply() приводит к вызову другой внутренней функции. Внутренняя же функция:

(int m) => n * m;

запоминает окружение, в котором она была создана, в частности, значение параметра n.

В итоге при вызове функции multiply определяется переменная func , которая и представляет собой замыкание, то есть объединяет две вещи: функцию и окружение, в котором функция была создана. Окружение состоит из любой локальной переменной или любого параметра, которые были определены в области действия функции multiply во время создания замыкания.

То есть result1 — это замыкание, которое содержит и внутреннюю функцию (int m) => n * m; , и параметр n, который существовал во время создания замыкания.

При этом важно не запутаться в параметрах. При определении замыкания:

Function func = multiply(5);

Число 5 передается для параметра n функции multiply.

При вызове внутренней функции:

int result1 = func(6); // 30

Число 6 передается для параметра m во внутреннюю функцию (int m) => n * m;

Также мы можем использовать другой вариант для вызова замыкания:

Function multiply(int n) < return (int m) =>n * m;; > void main() < int result1 = multiply(5)(6); // 30 print(result1); // 30 >

Функции первого класса, замыкания и анонимные функции в Golang

В Go функции можно присвоить переменным, передать функции другим функциям или даже написать функции для возвращения функций. Функции первого класса работают там же, где типы integer , string и прочие.

Премиум �� канал по Golang

Рекомендуем вам супер TELEGRAM канал по Golang где собраны все материалы для качественного изучения языка. Удивите всех своими знаниями на собеседовании! ��

Уроки, статьи и Видео

Мы публикуем в паблике ВК и Telegram качественные обучающие материалы для быстрого изучения Go. Подпишитесь на нас в ВК и в Telegram. Поддержите сообщество Go программистов.

В данном уроке раскрывается потенциал использования функций первого класса как элементов теоретической программы «Станции экологического мониторинга Ровер (REMS)», что считывает данные температурных сенсоров.

Для сравнения подумаем о примере из реального мира. Мясо будет вкуснее с кетчупом. После приготовления мясного блюда вы можете найти домашний рецепт кетчупа, но зачем все так усложнять — сходите за кетчупом в обычный магазин.

Функции первого класса можно сравнить с мясом, которому нужно добавить кетчупа. Представим код, в котором функции makeMeat нужно вызвать функцию для кетчупа, будь то makeKetchup или openKetchup . Функции для кетчупа также можно использовать отдельно, однако мясо без кетчупа будет не таким вкусным.

Помимо рецептов и сенсоров температуры, какие другие примеры изменения функции с помощью другой функции вы можете привести?

Присваивание функции переменной в Go

Сенсоры станции погоды предоставляют данные о температуре воздуха в диапазоне 150–300° K. У нас есть функции для конвертации градусов Кельвина в другие единицы измерения при наличии данных, однако при отсутствии специального сенсора, встроенного в компьютер (или Raspberry Pi), считывающего информацию, это может стать проблематично.

Пока мы можем использовать фальшивый сенсор, что будет возвращать псевдослучайные числа, однако в таком случае нужно будет найти способ использовать realSensor или fakeSensor взаимозаменяемо. В следующем примере именно это происходит. При создании такой программы различные реальные сенсоры также могут быть подключены, к примеру, для сбора данных как о температуре земли, так и для температуры воздуха.