C#中的闭包是怎么捕获变量的("C#闭包如何捕获变量：深入解析机制与实例")

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ithorizon 6个月前 (10-21) 阅读数 23 #后端开发

C#闭包怎样捕获变量：深入解析机制与实例

一、引言

在C#编程语言中，闭包是一个强势的特性，它允许我们将函数与其周围的状态（变量）相关性起来。闭包可以捕获并保持对变量的引用，即使这些变量已经超出了它们原本的作用域。本文将深入解析C#中闭包捕获变量的机制，并通过实例来展示其用法。

二、闭包的定义与特性

闭包是一种函数，它能够记住并访问其词法作用域中的变量。闭包通常出现在匿名函数中，例如lambda表达式、委托等。闭包具有以下特性：

可以捕获外部函数的局部变量。

即使外部函数已经执行完毕，捕获的变量仍然保持其状态。

闭包可以访问并修改捕获的变量。

三、闭包捕获变量的机制

在C#中，闭包捕获变量的机制是通过捕获列表来实现的。捕获列表是一个私有字段列表，闭包通过这些字段来保存对捕获变量的引用。闭包在创建时会捕获外部作用域中的变量，并在内部函数中通过这些私有字段来访问这些变量。

四、闭包捕获变量的实例

以下是一个明了的闭包捕获变量的实例：


public class ClosureExample
{
    public delegate int Func(int x);
    public static void Main()
    {
        int factor = 5;
        Func adder = x => x + factor;
        Console.WriteLine(adder(10)); // 输出15
        Console.WriteLine(adder(20)); // 输出25
    }
}

在这个例子中，我们定义了一个名为factor的变量，并在lambda表达式adder中捕获它。当调用adder函数时，它会将捕获的factor变量与传入的参数相加，并返回最终。

五、闭包捕获变量的更多实例

以下是几个更错综的闭包捕获变量的实例，以展示不同场景下的用法：

实例1：闭包捕获循环变量

在下面的代码中，我们将闭包用于捕获循环变量：


public class ClosureLoopExample
{
    public static void Main()
    {
        List> actions = new List>();
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            actions.Add(() => Console.WriteLine(i));
        }
        foreach (var action in actions)
        {
            action(); // 输出5次5
        }
    }
}

在这个例子中，闭包捕获了循环变量i。由于闭包在创建时捕获的是变量的引用，而不是其当前值，导致所有的闭包都引用了同一个变量i。当循环完成时，i的值为5，所以所有的闭包调用都输出5。

实例2：闭包捕获并修改外部变量

闭包不仅可以捕获外部变量，还可以修改它们：


public class ClosureModifyExample
{
    public static void Main()
    {
        int factor = 1;
        Func increment = () =>
        {
            factor += 1;
            return factor;
        };
        Console.WriteLine(increment()); // 输出2
        Console.WriteLine(increment()); // 输出3
    }
}