C++ 區域類別實作閉包

雖然經常提到閉包，但我對閉包概念不清晰。隱約感覺如果函式 A 中定義並回傳函式 B，而函式 B 在函式 A 之外仍能正常執行並存取函式 A 中定義的變數，同時函式 A 的變數不被外部存取，就叫閉包——若理解錯誤請當我沒說。

看到有人用 C++11 的 std::bind 實作閉包，其實用 C++03 的兩個特性就能實作：區域類別和靜態區域變數。

靜態區域變數

C++ 允許在函式內部定義靜態區域變數，離開函式時不會被銷毀：

void func() { 
 static int i = 0; 
 cout << i++ << endl; 
} 

多次呼叫 func 會發現輸出值持續遞增。

區域類別

想在函式裡定義區域函式是不可能的，但可以定義區域類別，只能在該函式內使用：

void func() { 
 class LocalClass { 
 private: 
 // 定義私有成員 
 public: 
 void run() { /* ... */ } 
 } obj; 
 obj.run(); 
} 

若需將區域類別物件回傳到外部，需定義介面接收回傳物件並呼叫其方法；函式內需用 new 產生物件並回傳指標：

class ILocal { 
 public: 
 virtual void run() = 0; 
 }; 
 
 ILocal* func() { 
 class LocalClass : public ILocal { 
 public: 
 virtual void run() { /* ... */ } 
 }; 
 return new LocalClass(); 
} 

閉包實作範例

#include  
using namespace std; 
 
// 介面法實作 
class ITest { 
 public: 
 void operator()() { process(); } 
 protected: 
 virtual void process() = 0; 
 }; 
 
 ITest* test() { 
 static int count = 0; 
 class Test : public ITest { 
 public: 
 virtual void process() { cout << "Count is " << count++ << endl; } 
 }; 
 return new Test(); 
 } 
 
// 函式指標法實作 
typedef void (*Func)(const char*); 
 
 Func testFunc() { 
 static int count = 100; 
 static const char* const NAME = "James"; 
 class Test { 
 public: 
 static void process(const char* pName = NULL) { 
 if (pName == NULL) pName = NAME; 
 cout << pName << " Count is " << count-- << endl; 
 } 
 }; 
 return Test::process; 
 } 
 
int main(int argc, char* argv[]) { 
 ITest* pT = test(); 
 Func pF = testFunc(); 
 
 for (int i = 0; i < 10; i++) { 
 (*pT)(); 
 pF((i % 2 == 0) ? NULL : "Fancy"); 
 } 
 } 

執行結果

Count is 0 
James Count is 100 
Count is 1 
Fancy Count is 99 
Count is 2 
James Count is 98 
... 

C++ 是門非常靈活的語言，我們平時用到的僅是冰山一角。雖然工作關係四五年沒用它，但它依然是我最喜歡的語言之一。