探探Java与python中的闭包

说在前面：在计算机科学中，闭包是指一个函数以及其引用的周围环境（变量）所组成的整体。简单来说，闭包允许一个函数访问并操作其外部函数作用域中的变量，即使外部函数已经执行完毕。

Java函数式编程—闭包（Closure）

何为闭包，闭包就是函数对象与外界变量绑定在一起，形成的整体。例如在Java中使用函数式编程实现一个闭包：

public class ClosureTest {interface Lambda {int add(int y);}public static void main(String[] args) {int x = 10;highOrder(y -> x + y);}static void highOrder(Lambda lambda) {System.out.println(lambda.add(20));}
}

• 代码中的 y -> x + y 和 x = 10，就形成了一个闭包
• 可以想象成，函数对象有个背包，背包里可以装变量随身携带，将来函数对象甭管传递到多远的地方，包里总装着个 x = 10
• 有个限制，局部变量 x 必须是 final 或 effective final 的，effective final 意思就是，虽然没有用 final 修饰，但就像是用 final 修饰了一样，不能重新赋值，否则就语法错误。 
  • 意味着闭包变量，在装进包里的那一刻，就不能变化了
  • 道理也简单，为了保证函数的不变性，防止破坏成道
  • 闭包是一种给函数执行提供数据的手段，函数执行既可以使用函数入参，还可以使用闭包变量

例：

public class ClosureTest {// 闭包作用：给函数对象提供参数以外的数据public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建 10 个任务对象，并且每个任务对象给一个任务编号List<Runnable> list = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 10; i++) {int k = i + 1;Runnable task = () -> System.out.println(Thread.currentThread()+":执行任务" + k);list.add(task);}ExecutorService service = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();for (Runnable task : list) {service.submit(task);}System.in.read();}
}

Python闭包

在 Python 中，闭包是一个比较重要且有趣的概念。

当一个嵌套函数（函数里面的函数）引用了其外部函数的变量，并且外部函数返回了这个嵌套函数时，就形成了一个闭包。

简单来说，闭包使得函数能够记住并访问其定义时所在的环境（包括变量），即使外部函数已经执行完毕。

以下是一个简单的闭包示例：

def outer_function(x):def inner_function(y):return x + yreturn inner_functionclosure = outer_function(10)
print(closure(5))  

在上述示例中，inner_function 就是一个闭包。它引用了外部函数 outer_function 的变量 x 。即使 outer_function 执行结束，inner_function 仍然能够记住并使用 x 的值。

闭包的主要优点包括：

1. 实现数据隐藏和封装：外部无法直接访问闭包内引用的变量，增强了代码的安全性和封装性。

2. 保存函数的状态：可以利用闭包来保存函数在不同调用之间的中间状态。

3. 实现函数工厂：通过闭包可以创建一系列具有相似行为但又有细微差别的函数。

需要注意的是，在使用闭包时，如果对引用的外部变量进行修改，需要使用 nonlocal 关键字明确声明，否则会导致意外的结果。

闭包的缺点：

1. 内存管理：由于闭包会保留对外部函数变量的引用，可能会导致内存泄漏问题。如果闭包被长时间引用而不释放，可能会占用大量内存。
2. 变量作用域：在使用闭包时，要注意变量的作用域，避免意外的变量覆盖和冲突。