闭包(Closure)是一种在计算机科学中非常重要的概念,尤其在函数式编程语言中。闭包的基本概念可以概括为:
闭包是一个函数,它能够访问并记住其定义时所在的作用域中的自由变量,即使在其被调用的时候,该作用域已经不存在了。
具体来说:
自由变量:当一个函数内部引用了外部作用域(非全局作用域)的变量时,这些变量就被称为自由变量,因为它们不是函数参数,也不是函数自身定义的局部变量。
记忆状态:当这样的函数被创建成一个对象(例如作为返回值从另一个函数返回),或者以某种方式绑定到它的环境时,这个函数连同它所引用的自由变量一起形成了一个闭包。这意味着即使原始函数执行完毕,那些自由变量的值依然会被保留在闭包中,可供以后调用时使用。
实现机制:不同的编程语言有不同的方式来实现闭包。在支持闭包的语言中,编译器或运行时系统会确保这些自由变量的状态在闭包生命周期内得以维持。
在C++中,通过Lambda表达式、函数对象(重载()运算符的类)以及C++11及更高版本引入的std::bind等工具可以模拟和实现闭包的行为。这些技术允许你创建可携带上下文的匿名函数,从而实现类似于其他语言中闭包的功能。
简而言之,闭包是带有自己私有状态的可调用实体,它封装了执行特定任务所需要的全部信息,包括可能捕获的外部变量值
。