C# 中闭包(Closure)详解

什么是闭包

在C#中，闭包（Closure）指的是可以访问一个函数内部的局部变量，并将其封装在返回的委托（Delegate）中的函数。换句话说，闭包就是一个函数及其引用链。通过闭包，我们可以将局部变量在函数作用域外部继续使用。C#中的闭包在Lambda函数中也可以使用。

如何使用闭包

使用闭包可以方便地在委托中传递参数。举个例子：

public static Func<int, int> Adder(int x)
{
    return y => x + y;
}

var addFive = Adder(5);
Console.WriteLine(addFive(7)); // output: 12

在这个例子中，我们创建了一个Adder函数来返回一个委托。该委托使用Adder函数的参数x和传递给它的参数y进行求和。然后创建一个addFive委托，将5传递给Adder函数，然后调用addFive委托。

我们可以看到，对于同一个Adder函数，我们可以使用不同的参数得到不同的委托。另外，每个委托都可以访问详细说明中的x变量，这也是闭包的作用。

闭包的注意点

需要注意的是，闭包中引用的变量不会在函数执行完毕后被销毁，而会一直存在于内存中，直到所有引用该闭包的对象被销毁。因此，如果在使用闭包时不注意内存泄漏的问题，可能会导致内存占用过高的问题。

另外，使用闭包时需要注意访问到的变量的值是否会发生改变。由于闭包引用的是变量的引用，而不是变量的值，因此如果在调用闭包之后修改了引用的变量的值，闭包返回的结果会受到影响。

示例1：使用闭包实现线程安全的计数器

public static Func<int> Counter()
{
    int count = 0;
    return () =>
    {
        lock (obj)
        {
            return ++count;
        }
    };
}

var counter = Counter();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    Task.Run(() => Console.WriteLine(counter()));
}

在这个例子中，我们创建了一个计数器函数Counter，它返回一个委托，该委托会返回当前计数器值加1。然后创建了一个counter委托，用于获取当前计数器的值。

由于计数器count是一个局部变量，我们使用闭包将其封装在返回的委托中。为了保证线程安全，我们使用了一个锁对象obj，并在获取计数器值之前对其加锁。

示例2：使用闭包实现延迟计算

public static Func<int, int> DelayedAdder(int delay)
{
    return x =>
    {
        Thread.Sleep(delay);
        return x + 1;
    };
}

var adder = DelayedAdder(1000);
Console.WriteLine(adder(5)); // output: 6

在这个例子中，我们创建了一个DelayedAdder函数，该函数返回一个委托，该委托会延迟指定的时间（以毫秒为单位）后对参数进行加1计算。

为了实现延迟计算，我们使用了Thread.Sleep方法，然后将计算后的结果返回。

总结

通过本文的讲解，我们了解了C#中闭包的定义、使用场景和注意事项。在实际编程中，使用闭包可以有效地封装局部变量，并在委托中传递，从而方便地实现一些常见的编程任务。