温故知新---重读C#InDepth（二）

一本好书，或是一本比较有深度的书，就是每次研读的时候都会有新的发现。

好吧，我承认每次读的时候都有泛泛而过的嫌疑~~

这几年一直专注于C#客户端的开发，逐步从迷迷糊糊，到一知半解，再到自以为是，最后沉下心重新审视。也许这也是一种进步一种自我学习的过程。

前面啰嗦了这么多，希望大家也能不那么浮躁的“深入理解”C#这门语言的每个知识点。本文总结书本中的知识，在结合实际应用场合进行概述，如果有不正确的地方，还请不吝指教。

文章中的内容比较浅显，请高手略过此文。

4. 程序闭包

程序闭包的问题是由于程序对某些变量进行了预判和处理（个人理解，若有误或不足请指正）使得某些变量理应作为值类型却变为了引用类型导致数据异常。

当然，大多数情况下，我们是不会遇到这样的问题，但在某些情况下，我们不得不注意并分析问题的根本原因，BUG永远不是随机的。

下面通过几个例子逐步来理解闭包的概念：

例4.1

        private void Button1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            int outerVariableCaptured = 5; // 外部变量（被捕获）
            int outerVariableUnCaptured = 50; // 外部变量（未捕获）

            if (DateTime.Now.Hour <= 24)
            {
                int normalLocalVariable = 1; // 普通方法的局部变量，不是外部变量，因为在其作用域内无匿名方法。
                this.Txb_Msg.Text += string.Format("普通方法的局部变量 = {0}", normalLocalVariable) + System.Environment.NewLine;
            }

            Action x = new Action(() =>
            {
                int anonLocal = 2; // 匿名方法的局部变量
                this.Txb_Msg.Text += string.Format("匿名方法的局部变量 = {0}", anonLocal) + System.Environment.NewLine;
                this.Txb_Msg.Text += string.Format("匿名方法中被捕获的外部变量 = {0}", outerVariableCaptured)
                    + System.Environment.NewLine; // 匿名方法中调用了作用域外的变量，所以变量变为被捕获的外部变量
            });

            this.Txb_Msg.Text += string.Format("普通方法的未捕获的外部变量 = {0}", outerVariableUnCaptured) + System.Environment.NewLine;

            x();
        }

输出结果：
普通方法的局部变量 = 1
普通方法的未捕获的外部变量 = 50
匿名方法的局部变量 = 2
匿名方法中被捕获的外部变量 = 5

4.1中是让大家了解外部变量，局部变量，捕获等相关概念。其中最重要的是被捕获的外部变量。

例4.2

        private void Button3_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 证明被捕捉的局部变量声明周期被延长了。
            OnCreateDelegate += MainWindow_OnCreateDelegate;

            this.Dispatcher.Invoke(OnCreateDelegate(this)); // 此处Invoke容易引起歧义：原因在于Invoke事件之后返回的还是一个事件。
            // Counter是值类型，逃脱其作用域时栈上数据会被回收，真实的情况是这样吗？
            // 从另一个侧面也说明了，值类型是在栈上还是堆上，依赖于创建对象的类型。
        }

        private Delegate MainWindow_OnCreateDelegate(object sender)
        {
            var frm = sender as MainWindow;
            int Counter = 1;
            var a = new Action(() =>
            {
                frm.Txb_Msg.Text += string.Format("委托内部的变量值 = {0}", Counter) + System.Environment.NewLine;
                Counter++;
            });
            a();

            return a;
        }

输出：
委托内部的变量值 = 1
委托内部的变量值 = 2

这个例子要说明的是Counter其值类型原本的生存周期应该在MainWindow_OnCreateDelegate(object sender)方法中，可是偏偏却逃离了方法的作用域，这就是我们所说的值类型是在堆上Or栈上
完全取决于其初始化的位置是在栈上还是在堆上。

例4.3

        private void Button4_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 更复杂的一些情况
            var methods = new Action[2];
            int outside = 10; // 实例化变量一次
            for (int i = 0; i < 2; i++)
            {
                int inside = 100; // 实例化变量多次
                methods[i] = new Action(() =>
                {
                    this.Txb_Msg.Text += string.Format("Inside Value = {0}; Outside Value = {1} ", inside, outside) + System.Environment.NewLine;
                    inside++;
                    outside++; // 匿名方法捕获的变量
                });
            }

            methods[0].Invoke();
            methods[0].Invoke();
            methods[0].Invoke();
            methods[1].Invoke();


        }

输出结果：
            /***************Outside变量内存共享*************
             * Inside Value = 100; Outside Value = 10 
             * Inside Value = 101; Outside Value = 11 
             * Inside Value = 102; Outside Value = 12 
             * Inside Value = 100; Outside Value = 13 
             * *******************************************/

这个例子就得好好想想了，outside和inside的值到底会是什么？为什么会这样？
原因在于inside在For循环的内部初始化了多次，也就是说For循环几次，就有几个独立的inside对象，虽说它是值类型。

例4.4

这个例子摘自《编写高质量代码：改善C#程序的157个建议》

        private void Button5_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // 闭包陷阱 
            var methods = new Action[2];
            for (int i = 0; i < 2; i++)
            {
                int inside = i; // 实例化变量多次
                methods[i] = new Action(() =>
                {
                    this.Txb_Msg.Text += string.Format("Inside Value = {0}; Index Value = {1} ", inside, i) + System.Environment.NewLine;
                });
            }
            methods[0].Invoke();
            methods[1].Invoke();

            /*****************闭包陷阱*********************
             * 当使用i的值时，i就是前面说的共享变量（捕获的外部变量），所以总是输出i的最大值。
             * 当使用Inside值时，Inside就是内部变量，每次创建对象都重新生成，所以此处inside的值是递增，即缓存下i的值。
             * 对于IL，其创建了Tempclass.i来代替i，导致了i值共享。
             * *******************************************/ 
        }

输出结果：
Inside Value = 0; Index Value = 2 
Inside Value = 1; Index Value = 2 

其实如果用ILDasm来看的话，针对i这个对象，IL生成了一个DisplayClass（就是一个名字而已）这样一个类，最总导致了，i变为引用类型，数据异常。

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