Go 语言中的匿名函数

介绍

在前面的实验中，你已经学习了如何编写和使用命名函数，如何将代码组织成模块，以及如何通过将逻辑拆分为独立的函数来提高代码的可读性。在本实验中，我们将探索匿名函数，这是一种没有名称的特殊函数类型。当你想要“就地”定义一小段逻辑而不必声明一个单独的命名函数时，匿名函数非常有用。它们特别适用于简短、自包含的操作，或者当你需要将一个函数作为参数传递给另一个函数（例如在回调中）时。通过使用匿名函数，你可以编写更简洁和更具表现力的代码。

关键主题：

• 什么是匿名函数以及如何定义它们
• 为什么以及何时使用匿名函数
• 在不将匿名函数赋值给名称的情况下调用它们
• 向匿名函数传递参数并返回值
• 将匿名函数用作回调函数以实现更灵活的代码

Skills Graph

理解匿名函数

在 Go 中，匿名函数的定义与普通函数类似，只是它没有名称。你可以将其赋值给一个变量、作为参数传递，或者在定义后立即执行。这使得它们非常适合用于简短的一次性操作，或者将函数作为参数传递给其他函数。当某个函数只需要使用一次且不值得单独命名时，匿名函数特别有用。它们可以通过将逻辑保持在靠近使用位置的地方，使代码更具可读性。

匿名函数的语法：

func(input parameters)(return parameters) {
    // code block
}

这与定义普通函数类似，但没有函数名称。

与普通函数声明进行比较：

// 普通函数声明
func functionName(parameters...)(return values...) {
    code block
}

为什么使用匿名函数？

• 简洁性： 它们允许你定义小段逻辑，而不必创建单独的命名函数，从而使代码更加简洁。
• 局部作用域： 匿名函数的作用域在包围它的函数内，从而限制了命名空间的污染。
• 灵活性： 它们可以作为参数传递给其他函数，或者定义后立即执行。

何时使用匿名函数？

• 当你需要一个不会在其他地方重复使用的简短函数时。
• 作为回调函数（稍后我们会看到）。
• 当你希望立即执行一个函数时（通常用于初始化）。

创建不带参数的匿名函数

让我们从一个简单的例子开始，使用匿名函数打印 "hello world"。首先，在项目目录中创建一个名为 anonymous.go 的文件：

cd ~/project
touch anonymous.go

打开 anonymous.go 并添加以下代码：

package main

import "fmt"

func main() {
    // 定义一个匿名函数并将其赋值给变量 f
    f := func() {
        fmt.Println("hello world")
    }

    // 通过变量 f 调用匿名函数
    f()
}

运行程序：

go run anonymous.go

预期输出：

hello world

在这里，我们使用 func() { ... } 语法定义了一个匿名函数。该函数不接受任何参数，也不返回任何值。我们将这个匿名函数赋值给变量 f，然后通过 f() 调用该函数。这会执行匿名函数并打印 "hello world"。

在匿名函数中使用参数

匿名函数可以像普通函数一样接受参数。让我们修改代码，传递一个字符串作为参数。

将 anonymous.go 的内容替换为：

package main

import "fmt"

func main() {
    f := func(s string) {
        fmt.Println(s)
    }
    f("hello world")
}

运行程序：

go run anonymous.go

预期输出：

hello world

这一次，我们的匿名函数接受一个字符串参数 s。func(s string) 部分定义了匿名函数接受一个名为 s 的字符串类型参数。当我们调用 f("hello world") 时，字符串 "hello world" 被传递给函数，然后函数将其打印到控制台。这展示了如何将值传递给匿名函数，使其更加灵活。

从匿名函数返回值

匿名函数也可以返回值。让我们创建一个匿名函数，它接受两个整数作为参数并返回它们的和。

将 anonymous.go 的内容替换为：

package main

import "fmt"

func main() {
    f := func(a, b int) int {
        return a + b
    }
    result := f(3, 5)
    fmt.Println(result)
}

运行程序：

go run anonymous.go

预期输出：

8

现在，匿名函数的签名为 func(a, b int) int。这意味着它接受两个整数（a 和 b）作为输入，并返回一个整数作为输出。函数体 return a + b 计算并返回它们的和。当我们调用 f(3, 5) 时，它会使用参数 3 和 5 执行匿名函数，并返回结果 8。然后我们将这个结果存储在 result 变量中，并将其打印到控制台。

声明并立即调用匿名函数

你可以一次性定义并调用匿名函数，而无需将其赋值给变量。这对于快速的一次性操作非常方便。

更新 anonymous.go：

package main

import "fmt"

func main() {
    res := func(a, b int) int {
        return a + b
    }(3, 5) // 在此处直接调用匿名函数
    fmt.Println(res)
}

运行程序：

go run anonymous.go

预期输出：

8

在这里，我们定义了匿名函数 func(a, b int) int { return a + b }，并通过在函数声明后添加 (3, 5) 立即调用它。这种语法 func(...) {...}(...) 允许你在单个表达式中定义并调用函数。括号内的参数会立即传递给函数。在这个例子中，它返回 3 和 5 的和，然后将结果赋值给 res 变量。这是一种常见的做法，适用于简单的立即执行函数，对于初始化或简短的计算非常有用。

使用匿名函数作为回调函数

匿名函数也可以用作回调函数，这意味着我们可以将它们作为参数传递给其他函数。当你希望在不创建命名函数的情况下自定义函数行为时，这非常有用。

什么是回调函数？

回调函数是作为参数传递给另一个函数并在第一个函数完成任务后执行的函数。这允许调用者自定义被调用函数的行为，提供更大的灵活性和模块化。本质上，接收回调的函数会在某个时刻“回调”该回调函数。

为什么使用匿名函数作为回调？

匿名函数非常适合用作回调函数，因为它们通常表示仅在特定上下文中使用的简短、特定的行为。使用匿名函数作为回调可以使代码更加简洁，并避免定义单独的命名函数。

将 anonymous.go 替换为以下代码：

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

// 'visit' 接受一个切片和一个函数。它将函数应用于切片中的每个元素。
func visit(lst []float64, f func(float64)) {
    for _, value := range lst {
        f(value)
    }
}

func main() {
    arr := []float64{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

    // 使用匿名函数将每个元素与其自身相加
    visit(arr, func(v float64) {
        fmt.Printf("Sum:%.0f ", v+v)
    })
    fmt.Println()

    // 使用匿名函数将每个元素与其自身相乘
    visit(arr, func(v float64) {
        fmt.Printf("Product:%.0f ", v*v)
    })
    fmt.Println()

    // 使用匿名函数通过 math.Pow 对每个元素进行平方
    visit(arr, func(v float64) {
        v = math.Pow(v, 2)
        fmt.Printf("Square:%.0f ", v)
    })
    fmt.Println()
}

运行程序：

go run anonymous.go

预期输出：

Sum:2 Sum:4 Sum:6 Sum:8 Sum:10 Sum:12 Sum:14 Sum:16 Sum:18
Product:1 Product:4 Product:9 Product:16 Product:25 Product:36 Product:49 Product:64 Product:81
Square:1 Square:4 Square:9 Square:16 Square:25 Square:36 Square:49 Square:64 Square:81

在这个程序中，我们首先创建了一个 visit 函数，它接受一个 float64 类型的切片 (lst) 和一个类型为 func(float64) 的函数 (f)。visit 函数遍历切片，并为每个元素调用提供的函数 f。这种设计模式使 visit 函数能够根据提供的回调函数 f 执行不同的逻辑。

在 main 函数中，我们使用不同的匿名函数调用了 visit 三次，以演示回调如何提供灵活性。

• 第一个匿名函数计算每个元素与其自身的和。
• 第二个匿名函数计算每个元素与其自身的乘积。
• 第三个匿名函数使用 math.Pow 对每个元素进行平方。

这展示了如何将匿名函数作为回调传递，以及 visit 函数如何根据作为参数传递的回调函数执行不同的操作。这使得你的代码更具可重用性和模块化。

总结

在本实验中，你学习了 Go 中的匿名函数。匿名函数没有名称，通常用于简短、一次性的逻辑片段。它们可以：

• 赋值给变量并在稍后调用。
• 接受参数并返回值。
• 定义后立即调用。
• 作为回调函数传递给其他函数，从而实现高度灵活和可定制的行为。

匿名函数为你提供了灵活性和便利性，尤其是在你需要“即时”自定义逻辑而不希望代码库中充斥太多命名函数时。通过有效使用匿名函数，你可以创建更具表现力、简洁和模块化的 Go 程序。它们是编写更干净、更易读和更灵活代码的强大工具。