Swift 中的Closures(闭包)详解

Posted 2020-10-08

Swift 中的Closures(闭包)详解

在Swift没有发布之前，所有人使用OC语言编写Cocoa上的程序，而其中经常被人们讨论的其中之一 -- Block 一直备受大家的喜爱。在Swift中，同样有这样的一个角色，用于当开发者需要异步执行的之后使用的一种语法 - Closure。中文翻译为闭包。

闭包出了可以进行异步执行之外，它的完整使用还依赖闭包本身的变量、常量的捕获。闭包捕获并存储对它们定义的上下文中的任何常量和变量的引用，这也就意味着，你可以在任何时候异步执行闭包的时候获取之前的所有的环境变量。而实际上，闭包类似于Swift 中的匿名函数，在上一篇文章中，介绍了高阶函数和嵌套函数，它们和闭包有者不可分割的一些联系。比如，最简单的闭包起始就是一个高阶函数，只是在闭包做为参数变量的时候，闭包是匿名、书写时实现。当对于一般的高阶函数，闭包更轻量级。

本文介绍几种闭包的形式，以及一些闭包的特性。

一、闭包的基本形式

这是一个最基本的闭包的形式：

{ (parameters) -> return type in
    statements
}

 闭包中，包含三要素： 参数，返回类型，闭包体。  其中参数和返回类型可以忽略， 但是一个闭包体必需存在，实际上就算在闭包体里面，什么都不写，闭包体本身还是以不执行任何代码的形式存在。

reversedNames = names.sorted(by: { (s1: String, s2: String) -> Bool in
    return s1 > s2
})

这是一个高阶函数，同时，也是一个闭包的基本使用。包含了 参数及类型，返回值类型，闭包体。

我们可以简写闭包的形式，采用内联的方式书写：

 reversedNames = names.sorted(by: { (s1: String, s2: String) -> Bool in return s1 > s2 } )

在闭包中，因为包含了上下文的变量和常量的引用，并做了类型推断，所以，实际上，对于闭包的参数来说，类型是固定的,当然返回的类型也是固定的，swift允许开发者书写时省略。就像下面这样:

reversedNames = names.sorted(by: { s1, s2 in return s1 > s2 } )

如果闭包是的闭包体是单个表达式（只有一条执行语句）的时候，甚至可以将return都省略

reversedNames = names.sorted(by: { s1, s2 in s1 > s2 } )

另外swift的闭包又一个特性：Swift自动为内联闭包提供简写参数名称，可用于通过名称$ 0，$ 1，$ 2等引用闭包参数的值。

如果在闭包表达式中使用这些简写参数名称，则可以从其定义中省略闭包的参数列表，并根据预期的函数类型推断速记参数名称的数量和类型。 in关键字也可以省略，因为闭包表达式完全由其主体组成：

reversedNames = names.sorted(by: { $0 > $1 } )

这样还不够完美，如果将” > “符号重载，使  $0 > $1 直接用 > 代替是不是更加简洁呢？ 当然可以，事实上，swift中的 > 已经被定义了 > 指代两个Swift string之间的比较，并返回一个 Bool值。那么我们的最终版本应该是这样的： 

reversedNames = names.sorted(by: >)

 二、尾随闭包

如果你定义了一个闭包，将之作为一个函数的最后的一个参数，并且，由于之前还包含了其他的参数，导致这个函数变得很长，你可以使用一种简短的方式书写闭包。像下面这样的函数：

func someFunctionThatTakesAClosure(closure: () -> Void) {
    // function body goes here
}

 如果我们调用的使用，应该是这样的：

someFunctionThatTakesAClosure(closure: {
    // closure‘s body goes here
})

 像这样的情况，我们考虑它构成了尾随闭包，对于尾随闭包，有另一中更加简便的方式书写：

someFunctionThatTakesAClosure() {
    // trailing closure‘s body goes here
}

 注意，这时候，闭包的标签   closure  应该被省略。

这样的情况，我们可以写出闭包的最终版本的特别版本：  

reversedNames = names.sorted(>)

尾随闭包使用在一个长度很长的闭包下，效果更好。你可以使用这个技巧写出很简短优雅的代码。 

三、闭包捕获值

之前其实已经介绍了，闭包的本质类似于一个嵌套函数，它具有和嵌套函数一样能力：获取局部的变量和常量，在一个闭包中：它可以获取到外部函数所有参数，和外部函数内定义的任何的常量和变量。

这里有个嵌套的函数，他和闭包的作用一样：

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

 incrementer 可以获取到amount和runingTotal的值来使用。

调用：

let incrementByTen = makeIncrementer(forIncrement: 10)    //绑定引用， 保证用完不会消失。

incrementByTen()
// returns a value of 10
incrementByTen()
// returns a value of 20
incrementByTen()
// returns a value of 30

 incrementer 这个嵌套的函数一值在改变runningTotal的值，同时接收不断变化的amount。

如果换一个函数变量引用，那么值则会被刷新：

let incrementBySeven = makeIncrementer(forIncrement: 7)
incrementBySeven()
// returns a value of 7

 闭包的引用具有关联性。和一般的变量一样：

let alsoIncrementByTen = incrementByTen
alsoIncrementByTen()
// returns a value of 50

四、逃逸闭包

在网络请求的过程中，大部分时候都是异步操作的，一般的闭包，虽然已经定义了闭包的闭包体（闭包实现），但是在请求回调的时候，闭包可能不会被调用。原因是可能被释放， 或者可能被修改。

如果需要保证做到异步的调用，那么需要在闭包的参数前加 @escaping标记。

添加@escaping标记的闭包，意味着，如果需要访问自身的自身的变量的时候，必须在闭包内包含自身的引用（或者自身的属性、变量等）。

下面是两种是否带标签的闭包的对比：

var completionHandlers: [() -> Void] = []
func someFunctionWithEscapingClosure(completionHandler: @escaping () -> Void) {
    completionHandlers.append(completionHandler)
}

func someFunctionWithNonescapingClosure(closure: () -> Void) {
    closure()
}

 两者调用：

class SomeClass {
    var x = 10
    func doSomething() {
        someFunctionWithEscapingClosure { self.x = 100 }
        someFunctionWithNonescapingClosure { x = 200 }
    }
}

默认的闭包都是 非逃逸闭包。

五、Autoclosures 自动闭包

自动闭包的意思是当闭包做为函数的参数的时候，对于闭包的内容执行的时机取决于谁。  普通的闭包，将会在读取闭包的时候执行，而自动闭包，在读取的时候，将闭包做为其参数类型处理，只有等到执行闭包的时候才会处理闭包内的内容。

// customersInLine is ["Ewa", "Barry", "Daniella"]
func serve(customer customerProvider: @autoclosure () -> String) {
    print("Now serving \(customerProvider())!")
}
serve(customer: customersInLine.remove(at: 0))
// Prints "Now serving Ewa!"

 

 在执行之前，customerProvider被当作一个 () -> String 处理，而不会涉及到闭包体内部的处理。 如果不使用@autoclosure，那么函数处理闭包体内的内容。

日常的开发可以使用：

public func Dlog( item:@autoclosure ()->Any){
    #if DEBUG
        print(item())
    #else
        
    #endif
}

 

默认的自动闭包是 非逃逸闭包，如果想变成逃逸闭包，可以如下：

func collectCustomerProviders(_ customerProvider: @autoclosure @escaping () -> String) {
    customerProviders.append(customerProvider)
}