scala - 当定义闭包时，Scala 如何维护变量的值？

Question

scala 是通过复制还是引用来维护变量的值？

例如，在 Ruby 中，“闭包实际上会延长它需要的所有变量的生命周期。它不会复制它们，但会保留对它们的引用，并且变量本身将不符合垃圾回收的条件(如果该语言有垃圾收集)，而闭包即将到来”。 [斯科金]

Answer 1

jvm 没有闭包，它只有对象。 scala 编译器生成匿名类，为代码中每次出现的闭包实现适当的 Function 特征(取决于签名的参数和结果类型)。

例如，如果对于某些l : List[Int]，您编写l.map(i => i + 1)，它将被转换为

class SomeFreshName extends Function[Int, Int] {
  def apply(i: Int) = i + 1
}

l.map(new SomeFreshName())

在这种情况下，不存在真正的闭包，就像 i => i + 1 中一样，没有自由变量，只有参数 i 和常量。

如果你关闭了一些局部值，或者相​​当于函数的参数，它们必须作为构造函数参数传递给闭包实现类:

for l.map(i => s + i) 其中 s 是字符串参数或方法的本地参数，它会这样做

class SomeFreshName(s: String) extends Function[Int, String] {
  def apply(i: Int) = s + i
}
l.map(new SomeFreshName(s))

根据需要在构造函数中传递尽可能多的参数。

注意:如果 s 是类的字段而不是方法的本地字段，则 s + i 实际上将是 this.s + i，并且this 将被传递给匿名类。

垃圾收集器中没有什么特别的(同样，jvm 不知道闭包)，简单地说，由于闭包对象具有对 s 的引用，因此 s 的生存时间至少与闭包对象一样长。

请注意，在具有匿名类的 java 语言中，也会发生完全相同的情况。当匿名类使用封闭方法的局部变量时，这些局部变量会默默地添加为匿名类的字段，并在构造函数中传递。

在 java 中，只有当局部变量是 final 时才允许这样做，这相当于 scala val，而不是 var。

事实上，通过这个实现，一旦创建了闭包，它就拥有了它自己的关闭其他变量的副本。如果修改它们，这些修改将不会反射(reflect)在方法中。如果它们在闭包中被修改，则不会反射(reflect)在方法中。

假设你写

var i = 0
l.foreach{a => println(i + ": " + a); i = i + 1}
println("There are " + i + " elements in the list")

之前描述的实现是

class SomeFreshName(var i: Int) extends Int => Unit {
   def apply(a: Int) = println(i + ": " + a); i = i + 1
}
var i = 0
l.foreach(new SomeFreshName(i)
println("There are " + i + " elements in the list") 

这样做，就会有两个变量 i，一个在方法中，一个在 SomeFreshName 中。只有 SomeFreshName 中的那个会被修改，最后一个 println 总是报告 0 个元素。

Scala 通过用引用对象替换闭包中的 var 来解决他的问题。给定一个类

class Ref[A](var content: A)

代码首先替换为

val iRef = new Ref[Int](0)
l.foreach{a => 
  println(iRef.content + ": " + a); 
  iRef.content += iRef.content + 1
}
println("There are " + i + " elements in the list")

当然，这仅针对恰好被闭包获取的 var 执行，而不是针对每个 var。这样做，var 已被 val 替换，实际变量值已移至堆中。现在，关闭可以像往常一样完成，并且有效

class SomeFreshName(iRef: Ref[Int]) ...