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局部類實現C++的閉包

編輯：關於C語言

首先說明，雖然經常提到閉包，但我對閉包這個概念還真是不清晰，隱約感覺如果函數A中定義並返回了函數B，而函數B在函數A之外仍然可以正常運行並訪問函數A中定義的變量，同時函數A中定義的變量不能被外部訪問，就叫閉包——如果這個理解錯了，那就當我啥也沒說！

看到有人寫博說通過C++11的新特性std::bind來實現閉包，仔細想了一下，其實通過C++03的兩個特性就可以實現的：一個是局部類，一個是靜態局部變量。

靜態局部變量

C++允許在函數內部定義靜態的局部變量，這些變量不會在離開函數時被銷毀，就像這樣

void func() { 
    static int i = 0; 
    cout << i++ << endl; 
}

如果多次調用func，會發現輸出到控制台的值一直在遞增。

局部類

想在函數裡定義局部函數是不可能的，C++沒這個語法。但是可以在函數裡定義局部類，這個類只能在該函數裡使用，很有意思的，就像這樣

void func() { 
    class LocalClass { 
    private: 
        // 定義私有成員 
    public: 
        void run() { 
            // ...... 
        } 
    } obj; 
    obj.run(); 
}

如果需要將局部類對象返回到外面，就需要定義一個接口，用於接收返回的對象並調用其中的方法；同時，在函數內需要使用new來生成對象並返回其指針，就像這樣

class ILocal { 
public: 
    virtual void run() = 0; 
}; 
 
ILocal* func() { 
    class LocalClass: public ILocal { 
    public: 
        virtual void run() { 
            // ...... 
        } 
    }; 
    return new LocalClass(); 
}

基礎知識具備了，下面來實現閉包，過程就不說了，看注釋吧

#include <iostream> 
using namespace std; 
 
//////// 接口法實現 //////////////////////////////////////// 
// 定義一個函數對象接口……就像C#的委托 
class ITest { 
public: 
    // 定義這個運算符主要是為了像函數一樣調用，就像這樣：obj(); 
    void operator() () { 
        process(); 
    } 
 
protected: 
    // 接口函數 
    virtual void process() = 0; 
}; 
 
// 下面函數返回一個ITest對象指針 
ITest* test() { 
    // 函數內的靜態變量，離開函數也不會銷毀，而且可以 
    static int count = 0; 
 
    // 定義一個局部類 
    class Test: public ITest { 
    public: 
        // 實現ITest中定義的接口函數來實現操作 
        virtual void process() { 
            cout << "Count is " << count++ << endl; 
        } 
    }; 
 
    // 返回一個新的對象……這裡必須得new，你懂的 
    return new Test(); 
} 
 
//////// 函數法實現 //////////////////////////////////////// 
// 定義測試函數指針類型 
typedef void (*Func)(const char*); 
 
// 下面函數返回一個閉包中的函數 
Func testFunc() { 
    // 靜態局部變量初始化為100 
    static int count = 100; 
    // 靜態局部常量 
    static const char* const NAME = "James"; 
 
    // 不能直接定義函數，只好定義局部類的靜態方法，並返回其指針 
    class Test { 
    public: 
        // 這個定義說明可以傳入參數，同理也可以有返回值 
        static void process(const char* pName = NULL) { 
            if (pName == NULL) { pName = NAME; } 
            cout << pName << " Count is " << count-- << endl; 
        } 
    }; 
    return Test::process; 
} 
 
//////// 程序入口：主函數 ////////////////////////////////// 
int main(int argc, char* argv[]) { 
    ITest* pT = test(); 
    Func pF = testFunc(); 
 
    // 多次調用得從函數裡返回出來的函數和對象，觀察結果 
    for (int i = 0; i < 10; i++) { 
        (*pT)(); 
        pF((i % 2 == 0) ? NULL : "Fancy"); 
    } 
}

給個運行結果

Count is 0 
James Count is 100 
Count is 1 
Fancy Count is 99 
Count is 2 
James Count is 98 
Count is 3 
Fancy Count is 97 
Count is 4 
James Count is 96 
Count is 5 
Fancy Count is 95 
Count is 6 
James Count is 94 
Count is 7 
Fancy Count is 93 
Count is 8 
James Count is 92 
Count is 9 
Fancy Count is 91