一道 Go 闭包题,面试官说原来自己答错了:面别人也涨知识
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大家好,我是站长 polarisxu。
通常,JS 面试,闭包应该是必考的题目。随着越来越多的语言对函数式范式的支持,闭包问题经常出现。在 Go 语言中也是如此。
本文从一道题引出 Go 中的闭包。这是 Go 语言爱好者周刊第 90 期的一道题目。以下代码输出什么?
这道题目答对的人蛮多的:60%。不管你是答对还是答错,如果最后再加一行代码:fmt.Println(a("All"))
,它输出什么?想看看你是不是蒙对了。(提示:你可以输出 t 的地址,看看是什么情况。)
01 什么是闭包
维基百科对闭包的定义:
在计算机科学中,闭包(英语:Closure),又称词法闭包(Lexical Closure)或函数闭包(function closures),是在支持头等函数的编程语言中实现词法绑定的一种技术。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)和一个关联的环境(相当于一个符号查找表)。环境里是若干对符号和值的对应关系,它既要包括约束变量(该函数内部绑定的符号),也要包括自由变量(在函数外部定义但在函数内被引用),有些函数也可能没有自由变量。闭包跟函数最大的不同在于,当捕捉闭包的时候,它的自由变量会在捕捉时被确定,这样即便脱离了捕捉时的上下文,它也能照常运行。捕捉时对于值的处理可以是值拷贝,也可以是名称引用,这通常由语言设计者决定,也可能由用户自行指定(如 C++)。
关于(函数)闭包,有几个关键点:
函数是一等公民;
闭包所处环境,可以引用环境里的值;
问到什么是闭包时,网上一般这么回答的:
在支持函数是一等公民的语言中,一个函数的返回值是另一个函数,被返回的函数可以访问父函数内的变量,当这个被返回的函数在外部执行时,就产生了闭包。
所以,上面题目中,函数 app 的返回值是另一个函数,因此产生了闭包。
02 Go 中的闭包
Go 中的函数是一等公民,之前写过一篇文章:函数是一等公民,这到底在说什么?
日常开发中,闭包是很常见的。举几个例子。
标准库
在 net/http 包中的函数 ProxyURL,实现如下:
它的返回值是另一个函数,签名是:
在返回的函数中,引用了父函数(ProxyURL)的参数 fixedURL,因此这是闭包。
Web 中间件
在 Web 开发中,中间件一般都会使用闭包。比如 Echo 框架中的一个中间件:
首先,echo.MiddlewareFunc 是一个函数:
而 echo.HandlerFunc 也是一个函数:
所以,上面的函数嵌套了几层,是典型的闭包。
这是闭包吗?
在 Go 中不支持函数嵌套定义,函数内嵌套函数,必须通过匿名函数的形式。匿名函数在 Go 中是很常见的,比如开启一个 goroutine,通常通过匿名函数。
现在有一个问题,以下代码是闭包吗?
如果按照上面网上一般的回答,这不是闭包,因为并没有返回函数。但按照维基百科的定义,这个属于闭包。有没有其他证据呢?
在 Go 语言规范中,关于函数字面值(匿名函数)有这么一句话:
Function literals are closures: they may refer to variables defined in a surrounding function. Those variables are then shared between the surrounding function and the function literal, and they survive as long as they are accessible.
也就是说,函数字面值(匿名函数)是闭包,它们可以引用外层函数定义的变量。
此外,在官方 FAQ 中有这样的说明:
What happens with closures running as goroutines?
例子是:
这是 Go 中很常见的代码(很容易写错的),FAQ 称开启 goroutine 的那个匿名函数是一个闭包。
03 汇编看看实现
回到开始的题目,我们通过汇编看看,Go 闭包的实现,是不是按照维基百科说的,「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)和一个关联的环境(相当于一个符号查找表)」。
看关键代码:
其中 LEAQ type.noalg.struct { F uintptr; "".t string }(SB), AX
这行表明 Go 对闭包的实现和维基百科说的类似。
现在看看下面这种是不是这么实现的:
看看汇编
发现并没有这样的结构体,可见 Go 对这种情况做了特殊处理,因为它不是重复使用的匿名函数。
04 总结
通过以上的讲解,对闭包应该有了更清晰的认识。如果面试中再被问到闭包,你可以这么回答:
对闭包来说,函数在该语言中得是一等公民。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。通常,闭包通过一个结构体来实现,它存储一个函数和一个关联的上下文环境。但 Go 语言中,匿名函数就是一个闭包,它可以直接引用外部函数的局部变量,因为 Go 规范和 FAQ 都这么说了。
面试官会不会被你惊到:原来如此,后一种说法我之前没有注意过。
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