Swift 閉包


閉包(Closures)是自包含的功能代碼區塊，可以在程式碼中使用或用來作為參數傳值。

Swift 中的閉包與 C 和 Objective-C 中的程式碼區塊（blocks）以及其他一些程式語言中的 匿名函數比較相似。

全域函數和巢狀函數其實就是特殊的閉包。

閉包的形式有：

全域函數巢狀函數閉包表達式
有名字但不能捕捉任何值。 有名字，也能捕捉封閉函數內的值。 無名閉包，使用輕量級語法，可以根據上下文環境擷取值。

Swift中的閉包有很多優化的地方:

  1. 根據上下文推斷參數和返回值類型

  2. 從單行表達式閉包中隱式回傳（也就是閉包體只有一行程式碼，可以省略return）

  3. 可以使用簡化參數名，如$0, $1(從0開始，表示第i個參數...)

  4. 提供了尾隨閉包語法(Trailing closure syntax)

    5. 語法

    以下定義了一個接收參數並傳回指定類型的閉包語法：

    {(parameters) -> return type in
   statements
}

    實例

    import Cocoa

let studname = { print("Swift 闭包实例。") }
studname()

    以上程式執行輸出結果為：

    Swift 闭包实例。

    以下閉包形式接收兩個參數並傳回布爾值：

    {(Int, Int) -> Bool in
   Statement1
   Statement 2
    ---
   Statement n
}

    實例

    import Cocoa

let divide = {(val1: Int, val2: Int) -> Int in 
   return val1 / val2 
}
let result = divide(200, 20)
print (result)

    以上程式執行輸出結果為：

    10

    閉包表達式

    閉包表達式為一種利用簡潔語法建立內嵌閉包的方式。 閉包表達式提供了一些語法優化，使得撰寫閉包變得簡單明了。

    sort 函數

    Swift 標準函式庫提供了名為sort的函數，會根據您提供的用於排序的閉包函數將已知類型數組中的值進行排序。

    排序完成後，sort(_:)方法會傳回一個與原始數組大小相同,包含同類型元素且元素已正確排序的新數組，原始數組不會被sort(_:)方法修改。

    sort(_:)方法需要傳入兩個參數：

    • #已知類型的陣列

    • 閉包函數，該閉包函數需要傳入與陣列元素類型相同的兩個值，並傳回一個布林類型值來表示當排序結束後傳入的第一個參數排在第二個參數前面還是後面。如果第一個參數值出現在第二個參數值前面，排序閉包函數需要傳回true，反之回傳false。

    實例

    import Cocoa

let names = ["AT", "AE", "D", "S", "BE"]

// 使用普通函数(或内嵌函数)提供排序功能,闭包函数类型需为(String, String) -> Bool。
func backwards(s1: String, s2: String) -> Bool {
    return s1 > s2
}
var reversed = names.sort(backwards)

print(reversed)

    以上程式執行輸出結果為：

    ["S", "D", "BE", "AT", "AE"]

    如果第一個字串(s1) 大於第二個字串( s2)，backwards函數傳回true，表示在新的陣列中s1應該會出現在s2前面。 對於字串中的字元來說，"大於" 表示 "按照字母順序較晚出現"。 這表示字母"B"大於字母"A"，字串"S"大於字串"D"。 其將進行字母逆序排序，"AT"將會排在"AE"之前。

    參數名稱縮寫

    Swift 自動為內聯函數提供了參數名稱縮寫功能，您可以直接透過$0,$1,$2來順序呼叫閉包的參數。

    實例

    import Cocoa

let names = ["AT", "AE", "D", "S", "BE"]

var reversed = names.sort( { 
    ["S", "D", "BE", "AT", "AE"]
     >  } )
print(reversed)

    $0和$1表示閉包中第一個和第二個String類型的參數。

    以上程式執行輸出結果為：

    import Cocoa

let names = ["AT", "AE", "D", "S", "BE"]

var reversed = names.sort(>)
print(reversed)

    如果你在閉包運算式中使用參數名稱縮寫, 您可以在閉包參數清單中省略對其定義, 並且對應參數名稱縮寫的類型會透過函數類型來推斷。 in 關鍵字同樣也可以被省略.

    運算子函數

    其實還有一種更簡短的方式來寫上面範例中的閉包表達式。

    Swift 的String類型定義了關於大於號(>) 的字串實現，其作為一個函數接受兩個String類型的參數並傳回Bool類型的值。 而這正好與sort(_:)方法的第二個參數所需的函數類型相符。 因此，您可以簡單地傳遞一個大於號，Swift可以自動推斷出您想使用大於號的字串函數實作：

    ["S", "D", "BE", "AT", "AE"]

    以上程式執行輸出結果為：

    func someFunctionThatTakesAClosure(closure: () -> Void) {
    // 函数体部分
}

// 以下是不使用尾随闭包进行函数调用
someFunctionThatTakesAClosure({
    // 闭包主体部分
})

// 以下是使用尾随闭包进行函数调用
someFunctionThatTakesAClosure() {
  // 闭包主体部分
}

    尾隨閉包

    尾隨閉包是一個書寫在函數括號之後的閉包表達式，函數支援將其作為最後一個參數呼叫。 

    import Cocoa

let names = ["AT", "AE", "D", "S", "BE"]

//尾随闭包
var reversed = names.sort() { 
    ["S", "D", "BE", "AT", "AE"]
     >  }
print(reversed)

    實例

    reversed = names.sort { 
    func makeIncrementor(forIncrement amount: Int) -> () -> Int {
    var runningTotal = 0
    func incrementor() -> Int {
        runningTotal += amount
        return runningTotal
    }
    return incrementor
}
     >  }

    sort() 後的 { $0 > $1} 為尾隨閉包。

    以上程式執行輸出結果為：

    import Cocoa

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

let incrementByTen = makeIncrementor(forIncrement: 10)

// 返回的值为10
print(incrementByTen())

// 返回的值为20
print(incrementByTen())

// 返回的值为30
print(incrementByTen())

    注意： 如果函數只需要閉包表達式一個參數，當您使用尾隨閉包時，您甚至可以把()省略掉。 

    10
20
30

    捕獲值

    閉包可以在其定義的上下文中捕獲常數或變數。

    即使定​​義這些常數和變數的原域已經不存在，閉包仍然可以在閉包函數體內引用和修改這些值。

    Swift最簡單的閉包形式是巢狀函數，也就是定義在其他函數的函數體內的函數。

    巢狀函數可以捕捉其外部函數所有的參數以及定義的常數和變數。

    看這個例子：

    import Cocoa

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

let incrementByTen = makeIncrementor(forIncrement: 10)

// 返回的值为10
incrementByTen()

// 返回的值为20
incrementByTen()

// 返回的值为30
incrementByTen()

// 返回的值为40
incrementByTen()

let alsoIncrementByTen = incrementByTen

// 返回的值也为50
print(alsoIncrementByTen())

    一個函數makeIncrementor ，它有一個Int型的參數amout, 並且它有一個外部參數名字forIncremet，意味著你調用的時候，必須使用這個外部名字。傳回值是一個()-> Int的函數。

    函數題內，宣告了變數runningTotal 和一個函數incrementor。

    incrementor函數並沒有取得任何參數，但在函數體內存取了runningTotal和amount變數。這是因為其透過捕獲在包含它的函數體內已經存在的runningTotal和amount變數而實現。

    由於沒有修改amount變量，incrementor實際上捕獲並儲存了該變數的副本，而該副本隨著incrementor一同被儲存。

    所以我們呼叫這個函數時會累積：

    50

    以上程式執行輸出結果為：

    rrreee

    閉包是引用型別

    在上面的例子中，incrementByTen是常數，但是這些常數指向的閉包仍然可以增加其捕獲的變數值。

    這是因為函數和閉包都是參考型別。

    無論您將函數/閉包賦值給一個常數還是變量，您實際上都是將常數/變數的值設為對應函數/閉包的參考。 在上面的例子中，incrementByTen指向閉包的引用是一個常數，而並非閉包內容本身。

    這也意味著如果您將閉包賦值給了兩個不同的常數/變量，兩個值都會指向同一個閉包：

    rrreee

    以上程式執行輸出結果為：

    rrreee