C#与Ruby 1.8在作用域与闭包上的比较

在读Programming Ruby，突然想起以前在别人的blog上回过的一帖，顺带再回忆一下在自己blog上也记下来。

先看两个例子：
testClosure.cs:

using System;
using System.Collections.Generic;

sealed class TestClosure {    
    static void Main(string[] args) {
        var actions = new List<Action>();
        for (int i = 0; i < 3; ++i) {
            int j = i;
            actions.Add(() => Console.WriteLine(j));
        }
        foreach (var a in actions) {
            a();
        }
        
        // Output:
        // 0
        // 1
        // 2
        
        ////////////////////////////////////////////////////
        
        actions = new List<Action>();
        for (int i = 0; i < 3; ++i) {
            actions.Add(() => Console.WriteLine(i));
        }
        foreach (var a in actions) {
            a();
        }
        
        // Output:
        // 3
        // 3
        // 3
    }
}

testClosure.rb:

procs = []
(1..3).each do |i|
  procs << lambda { puts i }
end
procs.each { |p| p.call }

# Output:
# 1
# 2
# 3

###############################################

procs = []
for j in (1..3) do
  procs << lambda { puts j }
end
procs.each { |p| p.call }

# Output:
# 3
# 3
# 3

在上面的两段代码里，可以看到C#与Ruby有很相似的行为——这是因为C#中的delegate和Ruby中的block都是闭包（closure），所以它们可以“记忆”不在当前作用域内的变量（或者说非局部变量）。但闭包所记忆的并不一定是值，而可能是引用；在C#与Ruby中的闭包都是记住引用的，而像纯函数式语言则是记住值（其实没区别，纯函数式语言里的“变量”的值改变不了）。
既然C#和Ruby的闭包都是记引用，那为什么上面每组测试的前一个与后一个看起来行为不一样？

其实每组测试的前后两部分正好说明它们的本质是一样的。闭包的概念与静态作用域是紧密相关的。在C#的测试中，循环的控制变量i作用域覆盖整个循环过程；或者说整个循环过程使用到的i都是同一个i；前后两部分测试的结果不一样，是因为前一个测试里闭包所捕获的是只在一次循环里有效的j，每一轮循环中的j都不是“同一个”j；后一个测试的闭包捕获的是整个循环过程都有效的i，每一轮循环中的i都是同一个i，所以后续循环轮次中对i的改变都会影响到闭包所捕获的值。

Ruby方面同理。在Ruby 1.8.x中，与each迭代器关联的block里的变量是局部变量，每次each中使用yield来调用block时，block都会创建新的局部变量。而for与each的区别就是在循环变量的作用域上：for被展开后，先定义了一个局部变量，然后再调用each迭代器。
印象中上个月还是什么时候在经过别人的blog时见到过对Ruby的for的讨论，正好今天读到Programming Ruby时也看到了这介绍，记下。

不过在Ruby 1.9里，block的作用域有所改变。像这样：

x = 15
(1..5).each do |x|
  puts x
end
puts x # -> 15

（这消息来自Matz on Ruby 1.9）

评论

5 楼 lwwin 2008-03-31  

米事的嗯，偶总有时间来玩的-v-+

考试加油>o<!!!

4 楼 RednaxelaFX 2008-03-31  

下次……下次画几幅图来解释应该会比较清楚。这两天考试忙……

3 楼 lwwin 2008-03-31  

不要回避啊，

偶当然知道没这东西了，但是还是要问啊，反正不知道就是不知道XD

于是FX大又要麻烦你了=v=|

2 楼 RednaxelaFX 2008-03-30  

lwwin 写道

每次你说closure的时候总是用到函数里面定义函数这种非常的定义

我对“非常”这点无法认同……函数里无法定义函数是C/C++/Java的痛，或者说是出于设计考虑而不允许这点。
怎么说呢，如果只是用C/C++的话，不知道闭包是啥也没关系，完全不影响生活，反正想用也用不了。

1 楼 lwwin 2008-03-29  

closure这个概念真是不够形象……
偶总是不能够理解其中的概念

看了一些说明，跟没看一样，每次你说closure的时候总是用到函数里面定义函数这种非常的定义，弄了半天不知道怎么回事……