Go36-12-函數(shù)

函數(shù)

在Go語言中，函數(shù)是一等（first-class）公民，函數(shù)類型也是一等的數(shù)據(jù)類型。
函數(shù)不但可以用于封裝代碼、分割功能、解耦邏輯，還可以化身為普通的值，在其他函數(shù)間傳遞、賦予變量、做類型判斷和轉(zhuǎn)換等等。函數(shù)值可以由此成為能夠被隨意傳播的獨立邏輯組件（或者說功能模塊）。

一等公民

開頭說的，函數(shù)是一等公民，函數(shù)類型是一等數(shù)據(jù)類型：

package main

import "fmt"

type calcFunc func(int, int) int

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func sub(x, y int) int {
    return x - y
}

func main() {
    var f1, f2 calcFunc
    f1, f2 = add, sub
    fmt.Println(f1(1, 2))
    fmt.Println(f2(100, 50))
}

這里，先聲明了一個函數(shù)類型。在下面聲明的兩個函數(shù)的前面與caleFunc是一致的。因此都是caleFunc的一個實現(xiàn)。在main函數(shù)中，分別把兩個函數(shù)賦值給caleFunc類型的變量f1和f2，然后可以調(diào)用它們。
這里書寫函數(shù)簽名的方式與函數(shù)聲明的是一致的。只是緊挨在參數(shù)列表左邊的不是函數(shù)名稱，而是關(guān)鍵字func。這里函數(shù)名稱和func互換了一下位置而已。
函數(shù)簽名，就是函數(shù)的參數(shù)列表和結(jié)果列表的統(tǒng)稱，它定義了可用來鑒別不同函數(shù)的那些特征，同時也定義了我們與函數(shù)交互的方式。
“函數(shù)是一等的公民”是函數(shù)式編程（functional programming）的重要特征。Go語言在語言層面支持了函數(shù)式編程。

高階函數(shù)

高階函數(shù)可能具有如下兩個特點：

• 接收其他的函數(shù)作為參數(shù)傳入
• 把其他的函數(shù)作為結(jié)果返回

函數(shù)只要滿足了上面的任意一個特點，就可以說這個函數(shù)是一個高階函數(shù)。高階函數(shù)也是函數(shù)式編程中的重要概念和特征。
在上面的例子的基礎(chǔ)上，寫一個高階函數(shù)，然后再main主函數(shù)里調(diào)用執(zhí)行：

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
)

type calcFunc func(int, int) int

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func sub(x, y int) int {
    return x - y
}

func calculate(x, y int, f calcFunc) (int, error) {
    if f == nil {
        return 0, errors.New("invalid calcFunc")
    }
    return f(x, y), nil
}

func main() {
    res, err := calculate(1, 2, add)
    if err != nil {
        fmt.Println("ERROR:", err)
    }
    fmt.Println("Result:", res)
}

上面的calculate就是一個高階函數(shù)，“接收其他的函數(shù)作為參數(shù)傳入”的這種高階函數(shù)。下面的示例是另外一種高階函數(shù)“把其他的函數(shù)作為結(jié)果返回”：

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
)

type calcFunc func(int, int) int

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func sub(x, y int) int {
    return x - y
}

type resFunc func(int, int) (int, error)

func genCalculator(f calcFunc) resFunc {
    return func(x, y int) (int, error) {
        if f == nil {
            return 0, errors.New("invalid calcFunc")
        }
        return f(x, y), nil
    }
}

func main() {
    f := genCalculator(sub)
    res, _ := f(10, 6)
    fmt.Println("Result:", res)
}

閉包

自由變量，在一個函數(shù)中存在對外來標(biāo)識符的引用。所謂的外來標(biāo)識符，是既不代表當(dāng)前函數(shù)的任何參數(shù)或結(jié)果，也不是函數(shù)內(nèi)部聲明的，它是直接從外邊拿過來的。
上面的例子中的genCalculator函數(shù)內(nèi)部，實際上就實現(xiàn)了一個閉包。而genCalculator函數(shù)也是一個高階函數(shù)：

func genCalculator(f calcFunc) resFunc {
    return func(x, y int) (int, error) {
        if f == nil {
            return 0, errors.New("invalid calcFunc")
        }
        return f(x, y), nil
    }
}

genCalculator函數(shù)只做了一件事，那就是定義一個匿名的函數(shù)并把它作為結(jié)果值返回。而這個匿名的函數(shù)就是一個閉包函數(shù)。它里面使用的變量f既不代表它的任何參數(shù)或結(jié)果也不是它自己聲明的，而是定義它的genCalculator函數(shù)的參數(shù)，所以是一個自由變量。而自由變量具體是什么，并不是在定義閉包的時候確定的，而是在genCalculator函數(shù)被調(diào)用的時候確定的。

函數(shù)是Go語言支持函數(shù)式編程的主要體現(xiàn)。我們可以通過“把函數(shù)傳給函數(shù)”以及“讓函數(shù)返回函數(shù)”來編寫高階函數(shù)，也可以用高階函數(shù)來實現(xiàn)閉包，并以此做到部分程序邏輯的動態(tài)生成。

最后，還有一個閉包的典型例子：

package main

import "fmt"

func increment () func() {
    var x int
    return func () {
        x ++
        fmt.Println(x)
    }
}

func main() {
    f := increment()
    f()  // 打印1
    f()  // 打印2
    f()  // 打印3
}

主函數(shù)里，每次調(diào)用執(zhí)行的結(jié)果都會變化。變量x屬于閉包的一部分，但是是在閉包的函數(shù)外的，每次調(diào)用閉包后的x的狀態(tài)都會保留下來。