已經(jīng)忘了是去年還是前年聽到微軟說(shuō)要在C# 3.0里為C#添加lambda表達(dá)式，與此同時(shí)Java的團(tuán)隊(duì)也一直在說(shuō)想為Java添加lambda表達(dá)式。到了今天，C#似乎已經(jīng)把這個(gè)特性加進(jìn)去了，Java還沒(méi)有。Java說(shuō)這個(gè)特性還在計(jì)劃列表之中，不過(guò)暫時(shí)可以使用匿名類來(lái)代替。想必是因?yàn)樵贘ava中表示函數(shù)指針的方法比較奇怪罷……

    其實(shí)無(wú)論是lambda表達(dá)式（事實(shí)上應(yīng)該叫匿名函數(shù)）或是匿名類，都能歸屬到一種叫閉包的東西上面。閉包原來(lái)是代數(shù)中的用語(yǔ)，只是那些研究理論的老大們覺得這玩意兒也能拉到“閉包”里面去，于是就叫閉包了。匿名函數(shù)原本是丘奇發(fā)明的一個(gè)lambda-calculus的其中一部分，后來(lái)計(jì)算機(jī)的老大們突然發(fā)現(xiàn)lambda-calculus非常適合用來(lái)充當(dāng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的模型，于是就對(duì)它進(jìn)行了非常多的擴(kuò)充，還弄了個(gè)什么類型理論出來(lái)。好像扯遠(yuǎn)了。

    想象一下如下使用閉包的代碼：

    MyClosure=func(Number1)
    {
        return func(Number2)
        {
            return Number1+Number2;
        };
    };

    a=MyClosure(1);
    b=MyClosure(2);
    writeln(a(10));
    writeln(b(10));

    輸出的結(jié)果是11和12。MyClosure函數(shù)接受一個(gè)參數(shù)，返回一個(gè)新的函數(shù)。新的函數(shù)將MyClosure的參數(shù)與自己的參數(shù)相加，返回結(jié)果。我們會(huì)看到a和b在接受相同的參數(shù)的時(shí)候，產(chǎn)生了不同的結(jié)果。所以實(shí)際上MyClosure返回的內(nèi)部函數(shù)已經(jīng)把MyClosure的參數(shù)“記下來(lái)”了。所以在具有閉包功能的語(yǔ)言，函數(shù)不能僅僅用一個(gè)函數(shù)指針來(lái)表示，還需要一些其他的東西。

    考察一下a(10)的運(yùn)行過(guò)程。首先程序?qū)?shù)10傳遞給閉包a，閉包a接收到參數(shù)之后，執(zhí)行代碼“return Number1+Number2;”此時(shí)Number2必然是10，但是Number1是什么呢？要找。在一般的語(yǔ)言里，函數(shù)的參數(shù)都是放在堆棧的。如果閉包也將參數(shù)放在堆棧的話，那么Number1在MyClosure運(yùn)行結(jié)束的時(shí)候就會(huì)消失掉，這個(gè)時(shí)候a(10)再通過(guò)堆棧去搜索Number1顯然就是不可能的。既然“參數(shù)放在堆棧”導(dǎo)出了矛盾，那么參數(shù)也就不能放在堆棧了。放在哪里呢？需要一張表。

    對(duì)于形式化有所了解的人應(yīng)該立刻能想到解決的辦法了。因?yàn)橛嘘P(guān)形式化的讀物在描述對(duì)一個(gè)名字進(jìn)行求值的時(shí)候使用的方法是“在環(huán)境中通過(guò)名字搜索出一個(gè)指向某空間的引用”。如果我們可以在運(yùn)行的時(shí)候一邊跑代碼，一邊建立一張變量表附著在閉包上的話，這個(gè)問(wèn)題就能夠順利解決了。那怎么做呢？

    可以想象一下在程序執(zhí)行的過(guò)程之中有一張全局的表，表內(nèi)放了若干變量（MyClosure，a，b，writeln）。MyClosure在返回內(nèi)部函數(shù)的時(shí)候，將全局的表跟自己的參數(shù)構(gòu)成的表聯(lián)通內(nèi)部函數(shù)的指針一起傳遞給變量a（或者b）。內(nèi)部函數(shù)看得見Number1，全局部分卻看不見Number1，因此我們可以知道在程序的執(zhí)行過(guò)程中，表并不只有一張。那么一張表加上一張表還是等于一張表，所以表本身是遞歸的。我們可以用一個(gè)鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)它。

    現(xiàn)在知道了表的結(jié)構(gòu)之后，讓我們看一下程序的執(zhí)行過(guò)程中究竟發(fā)生了什么事情。現(xiàn)在我們定義一張全局表global，global在剛開始的時(shí)候僅僅有writeln一項(xiàng)。執(zhí)行了MyClosure=func...的時(shí)候global添加了MyClosure，執(zhí)行到a=MyClosure(1)的時(shí)候，MyClosure內(nèi)部構(gòu)造了一張表鏈接到global身上，我們把這張表命名為internal。程序如果能夠訪問(wèn)internal就能夠訪問(wèn)global，反之不可。所以外部的代碼連接到的環(huán)境節(jié)點(diǎn)是global，而MyClosure里面的東西鏈接到的節(jié)點(diǎn)是internal -> global。這個(gè)時(shí)候閉包已經(jīng)構(gòu)造好了，其結(jié)構(gòu)是<內(nèi)部函數(shù)的指針，internal->global>。這個(gè)時(shí)候a=MyClosure(1)已經(jīng)執(zhí)行完畢了，global添加了a。

    現(xiàn)在，global=(writeln，MyClosure，a)，internal=(Number1)->global。a附帶的環(huán)境是internal。同理，b也執(zhí)行完畢，b得到的表是internal2=(Number1)->global。a和b具有兩張不同的表internal和internal2，但是它們都連接到了global身上，因此可以共同訪問(wèn)到相同的MyClosure、a、b和writeln，但是訪問(wèn)到的Number1確是不同的。

    于是執(zhí)行a(10)和b(10)能夠訪問(wèn)不同的結(jié)果的機(jī)制也就很明朗了。調(diào)用a和b的時(shí)候，他們各自通過(guò)自己的Number2與自己附帶的表的Number1相加。10+internal[Number1]=10+1=11，10+internal2[Number1]=10+2=12。這個(gè)時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)，MyClosure的參數(shù)Number1并不在堆棧上面，而在不同的internal和intenral2上。這就是為什么用有閉包的語(yǔ)言，函數(shù)的參數(shù)不能放進(jìn)堆棧的原因。因?yàn)槎褩５淖饔脙H僅跟寄存器相似——用來(lái)保存臨時(shí)數(shù)據(jù)，而不能用來(lái)保留整個(gè)call stack上的函數(shù)的參數(shù)。

    好像聽微軟說(shuō)過(guò)，C#并不存在堆棧？好象是吧……