现在,我们可以编写代码,捕获在闭包中使用引用单元创建的可变状态。清单 8.9 显示了可配置收入检查的 F# 版本。我们创建了 createIncomeTests 函数,返回有两个函数的元组:第一个函数改变所需的最低收入,第二个函数测试函数自身。
清单 8.9 使用闭包测试可配置收入 (F# Interactive)
> let createIncomeTest () =
let minimalIncome= ref 30000 [1]
(fun (newMinimal)–>
minimalIncome := newMinimal), <-- 设置新的最低收入
(fun (client)–>
client.Income < (!minimalIncome)) <-- 使用当前最低收入测试客户
;;
val createIncomeTest : unit -> (int-> unit) * (Client -> bool) [2]
> let setMinimalIncome, testIncome =createIncomeTest();; [3]
val testIncome : (Client -> bool)
val setMinimalIncome : (int -> unit)
> let tests = [ testIncome; (* moretests... *) ];;
val tests : (Client -> bool) list
首先,我们看一下createIncomeTest 函数的签名[2],它没有任何参数,返回结果为函数元组。在函数体中,首先创建一个可变引用单元,并初始化成默认的最低收入[1]。返回的函数元组是两个lambda 函数,都用了minimalIncome 值。第一个函数(签名为int -> unit)的参数为新的收入,并修改引用单元;第二个函数比较客户的收入与保存在引用单元中的当前值,用来检查客户的函数通常签名(Client -> bool)。
当我们后来调用createIncomeTest 时[3],结果得到两个函数。我们只创建一个引用单元,因此,它由两个函数的闭包所共享;我们可以用 setMinimalIncome 改变 testIncome 函数所需的最低收入。
我们现在看一下,在这个 F# 版本和前面讨论的用 C# 实现的命令模式之间的类似性。在 F# 中,状态由闭包自动捕获,而在 C# 中,状态是封装在显式的类中。从某种意义上讲,函数元组和闭包对应于面向对象模式的接收者对象。正如我们在清单 8.7 所见到的,F# 编译器通过生成类似于我们在 C# 中显式写的.NET 代码,处理闭包。由 .NET 使用的中间语言(IL),不直接支持闭包,但它有保存状态的类。
清单 8.10 完成了这个例子,演示如何使用 setMinimalIncome 函数,修改检查。这个例子假定 testClient 函数现在使用清单 8.9 中声明的检查集合。为了在 F# Interactive 中完成,需要选中并计算声明 tests 的值绑定,然后,计算 testClient 函数,以便它引用先前计算的集合。
清单 8.10 在检查期间改变最低收入 (F# Interactive)
> testClient(john);;
Client: John Doe
Offer a loan: YES (issues = 1)
> setMinimalIncome(45000);;
val it : unit = ()
> testClient(john);;
Client: John Doe
Offer a loan: NO (issues = 2)
正如在 C# 版本中一样,我们首先使用初始的测试来检查客户(传递的客户),然后,修改其中一个测试所需的收入。改变之后,客户不再满足条件,结果是否定的。
C#中的闭包
在上一节,我们使用 C# 写面向对象的代码,用 F# 写函数式代码,因为我们想演示概念之间的关系,闭包类似于对象,特别是命令设计模式中的接收者对象。
闭包是 lambda 函数的核心,C#3.0 中的 lambda 表达式也支持创建闭包的语法;在 C# 2 中,是以匿名方法的形式表现的。下面的例子显示如何创建一个函数,经过多次调用,将返回一个从零开始的数字序列:
Func<int> CreateCounter() {
int num = 0;
return () => { return num++;};
}
变量 num 由闭包捕获,每次调用,返回的函数增加它的值。在 C# 中,变量默认是可变的,所以,像这样改变捕获变量的值,要特别小心。通常引起混乱的根源是捕获了 for 循环中的循环变量。假设在多次迭代中捕获这个变量,到循环结束时,所有创建的闭包将包含相同的值,因为我们只使用了一个变量。
在本节,我们讨论了面向对象模式和相关的函数技术。在某些情况下,我们使用函数,而不是只有一个方法的接口。接下来,我们将看一个例子,行为虽然很简单,但不能只用一个函数来描述时,我们该如何做。