首先第一个就是call by value了。这个规则我们大家都很熟悉因为流行的语言都是这么做的。大家还记得刚开始学编程的时候书上总是有一道题目说的是void Swap(int a, int b) { int t a; a b; b t; } int main() { int a0; int b1; Swap(a, b); printf(%d, %d, a, b); }然后问程序会输出什么。当然我们现在都知道a和b仍然是0和1没有受到变化。这就是call by value。如果我们修改一下规则让参数总是通过引用传递进来因此Swap会导致main函数最后会输出1和0的话那这个就是call by reference了。除此之外一个不太常见的例子就是call by need了。call by need这个东西在某些著名的实用的函数式语言譬如Haskell是一个重要的规则说的就是如果一个参数没被用上那传进去的时候就不会执行。听起来好像有点玄我仍然用C语言来举个例子。int Add(int a, int b) { return a b; } int Choose(bool first, int a, int b) { return first ? a : b; } int main() { int r Choose(false, Add(1, 2), Add(3, 4)); printf(%d, r); }这个程序Add会被调用多少次呢大家都知道是两次。但是在Haskell里面这么写的话就只会被调用一次。为什么呢因为Choose的第一个参数是false所以函数的返回值只依赖与b而不依赖与a。所以在main函数里面它感觉到了这一点于是只算Add(3, 4)不算Add(1, 2)。不过大家别以为这是因为编译器优化的时候内联了这个函数才这么干的Haskell的这个机制是在运行时起作用的。所以如果我们写了个快速排序的算法然后把一个数组排序后只输出第一个数字那么整个程序是O(n)时间复杂度的。因为快速排序的average case在把第一个元素确定下来的时候只花了O(n)的时间。再加上整个程序只输出第一个数字所以后面的他就不算了于是整个程序也是O(n)。于是大家知道call by name、call by reference和call by need了。现在来给大家讲一个call by name的神奇的规则。这个规则神奇到我觉得根本没办法驾驭它来写出一个正确的程序。我来举个例子int Set(int a, int b, int c, int d) { a b; a c; a d; } int main() { int i 0; int x[3] {1, 2, 3}; Set(x[i], 10, 100, 1000); printf(%d, %d, %d, %d, x[0], x[1], x[2], i); }学过C语言的都知道这个程序其实什么都没做。如果把C语言的call by value改成了call by reference的话那么x和i的值分别是{1111, 2, 3}和1。但是我们知道人类的想象力是很丰富的于是发明了一种叫做call by name的规则。call by name也是call by reference的但是区别在于你每一次使用一个参数的时候程序都会把计算这个参数的表达式执行一遍。因此如果把C语言的call by value换成call by name那么上面的程序做的事情实际上就是x[i] 10; x[i] 100; x[i] 1000;程序执行完之后x和i的值就是{11, 102, 1003}和3了。很神奇对吧稍微不注意就会中招是个大坑基本没法用对吧。那你们还整天用C语言的宏来代替函数干什么呢。我依稀记得Ada有网友指出这是Algol 60还是什么语言就是用这个规则的印象比较模糊。讲完了argument passing的事情在理解lambda表达式之前我们还需要知道两个流行的symbol resolving的规则。所谓的symbol resolving讲的就是解决程序在看到一个名字的时候如何知道这个名字到底指向的是谁的问题。于是我又可以举一个简单粗暴的例子了Actionint SetX() { int x 0; return (int n) { x n; }; } void Main() { int x 10; var setX SetX(); setX(20); Console.WriteLine(x); }弱智都知道这个程序其实什么都没做就输出10。这是因为C#用的symbol resolving地方法是lexical scoping。对于SetX里面那个lambda表达式来讲那个x是SetX的x而不是Main的x因为lexical scoping的含义就是在定义的地方向上查找名字。那为什么不能在运行的时候向上查找名字从而让SetX里面的lambda表达式实际上访问的是Main函数里面的x呢其实是有人这么干的。这种做法叫dynamic scoping。我们知道著名的javascript语言的eval函数字符串参数里面的所有名字就是在运行的时候查找的。我是背景知识的分割线想必大家都觉得如果一个语言的lambda表达式在定义和执行的时候采用的是lexical scoping和call by value那该有多好呀。流行的语言都是这么做的。就算规定到这么细那还是有一个分歧。到底一个lambda表达式抓下来的外面的符号是只读的还是可读写的呢python告诉我们这是只读的。C#和javascript告诉我们这是可读写的。C告诉我们你们自己来决定每一个符号的规则。作为一个对语言了解得很深刻知道自己每一行代码到底在做什么而且还很有自制力的程序员来说我还是比较喜欢C#那种做法。因为其实C就算你把一个值抓了下来大部分情况下还是不能优化的那何苦每个变量都要我自己说明我到底是想只读呢还是要读写都可以呢函数体我怎么用这个变量不是已经很清楚的表达出来了嘛。那说到底闭包是什么呢闭包其实就是那个被lambda表达式抓下来的“上下文”加上函数本身了。像上面的SetX函数里面的lambda表达式的闭包就是x变量。一个语言有了带闭包的lambda表达式意味着什么呢我下面给大家展示一小段代码。现在要从动态类型的的lambda表达式开始讲就凑合着用那个无聊的javascript吧function pair(a, b) { return function(c) { return c(a, b); }; } function first(a, b) { return a; } function second(a, b) { return b; } var p pair(1, pair(2, 3)); var a p(first); var b p(second)(first); var c p(second)(second); print(a, b, c);这个程序的a、b和c到底是什么值呢当然就算看不懂这个程序的人也可以很快猜出来他们是1、2和3了因为变量名实在是定义的太清楚了。那么程序的运行过程到底是怎么样的呢大家可以看到这个程序的任何一个值在创建之后都没有被第二次赋值过于是这种程序就是没有副作用的那就代表其实在这里call by value和call by need是没有区别的。call by need意味着函数的参数的求值顺序也是无所谓的。在这种情况下程序就变得跟数学公式一样可以推导了。那我们现在就来推导一下var p pair(1, pair(2, 3)); var a p(first); // ↓↓↓↓↓ var p function(c) { return c(1, pair(2, 3)); }; var a p(first); // ↓↓↓↓↓ var a first(1, pair(2, 3)); // ↓↓↓↓↓ var a 1;这也算是个老掉牙的例子了啊。闭包在这里体现了他强大的作用把参数保留了起来我们可以在这之后进行访问。仿佛我们写的就是下面这样的代码var p { first : 1, second : { first : 1, second : 2, } }; var a p.first; var b p.second.first; var c p.second.second;于是我们得到了一个结论带闭包的lambda表达式可以代替一个成员为只读的struct了。那么成员可以读写的struct要怎么做呢做法当然跟上面的不一样。究其原因就是因为javascript使用了call by value的规则使得pair里面的return c(a, b);没办法将a和b的引用传递给c这样就没有人可以修改a和b的值了。虽然a和b在那些c里面是改不了的但是pair函数内部是可以修改的。如果我们要坚持只是用lambda表达式的话就得要求c把修改后的所有“这个struct的成员变量”都拿出来。于是就有了下面的代码// 在这里我们继续使用上面的pair、first和second函数 function mutable_pair(a, b) { return function(c) { var x c(a, b); // 这里我们把pair当链表用一个(1, 2, 3)的链表会被储存为pair(1, pair(2, pair(3, null))) a x(second)(first); b x(second)(second)(first); return x(first); }; } function get_first(a, b) { return pair(a, pair(a, pair(b, null))); } function get_second(a, b) { return pair(b, pair(a, pair(b, null))); } function set_first(value) { return function(a, b) { return pair(undefined, pair(value, pair(b, null))); }; } function set_second(value) { return function(a, b) { return pair(undefined, pair(a, pair(value, null))); }; } var p mutable_pair(1, 2); var a p(get_first); var b p(get_second); print(a, b); p(set_first(3)); p(set_second(4)); var c p(get_first); var d p(get_second); print(c, d);我们可以看到因为get_first和get_second做了一个只读的事情所以返回的链表的第二个值代表新的a和第三个值代表新的b都是旧的a和b。但是set_first和set_second就不一样了。因此在执行到第二个print的时候我们可以看到p的两个值已经被更改成了3和4。虽然这里已经涉及到了“绑定过的变量重新赋值”的事情不过我们还是可以尝试推导一下究竟p(set_first(3));的时候究竟干了什么事情var p mutable_pair(1, 2); p(set_first(3)); // ↓↓↓↓↓ p return function(c) { var x c(1, 2); a x(second)(first); b x(second)(second)(first); return x(first); }; p(set_first(3)); // ↓↓↓↓↓ var x set_first(3)(1, 2); p.a x(second)(first); // 这里的a和b是p的闭包内包含的上下文的变量了所以这么写会清楚一点 p.b x(second)(second)(first); // return x(first);出来的值没人要所以省略掉。// ↓↓↓↓↓ var x (function(a, b) { return pair(undefined, pair(3, pair(b, null))); })(1, 2); p.a x(second)(first); p.b x(second)(second)(first);// ↓↓↓↓↓ x pair(undefined, pair(3, pair(2, null))); p.a x(second)(first); p.b x(second)(second)(first);// ↓↓↓↓↓ p.a 3; p.b 2;由于涉及到了上下文的修改这个推导严格上来说已经不能叫推导了只能叫解说了。不过我们可以发现仅仅使用可以捕捉可读写的上下文的lambda表达式已经可以实现可读写的struct的效果了。而且这个struct的读写是通过getter和setter来实现的于是只要我们写的复杂一点我们就得到了一个interface。于是那个mutable_pair就可以看成是一个构造函数了。大括号不能换行的代码真他妈的难读啊远远望去就像一坨屎go语言还把javascript自动补全分号的算法给抄去了真是没品位。所以interface其实跟lambda表达是一样也可以看成是一个闭包。只是interface的入口比较多lambda表达式的入口只有一个类似于C的operator()。大家可能会问class是什么呢class当然是interface内部不可告人的实现细节的。我们知道依赖实现细节来编程是不对的所以我们要依赖接口编程。当然即使是仓促设计出javascript的那个人大概也是知道构造函数也是一个函数的而且类的成员跟函数的上下文链表的节点对象其实没什么区别。于是我们会看到javascript里面是这么做面向对象的事情的function rectangle(a, b) { this.width a; this.height height; } rectangle.prototype.get_area function() { return this.width * this.height; }; var r new rectangle(3, 4); print(r.get_area());然后我们就拿到了一个3×4的长方形的面积12了。不过javascript给我们带来的一点点小困惑是函数的this参数其实是dynamic scoping的也就是说这个this到底是什么要看你在哪如何调用这个函数。于是其实obj.method(args)整个东西是一个语法它代表method的this参数是obj剩下的参数是args。可惜的是这个语法并不是由“obj.member”和“func(args)”组成的。那么在上面的例子中如果我们把代码改为var x r.get_area; print(x());结果是什么呢反正不是12。如果你在C#里面做这个事情效果就跟javascript不一样了。如果我们有下面的代码