匿名函數 / 閉包 closure

15th鐵人賽 closure php

Mia

團隊好想工作室 v7.0

2023-09-19 02:24:18

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今天這篇跟 Laravel 沒有什麼關係，各個程式語言都有閉包 (closure) 的使用，我自己是在看 Laravel 文件時才第一次看到，對當時的我來說檢視是每個英文字都懂，實際在幹嘛完全不知道…..因此今天先來講講閉包(closure) 。

本篇文章使用強者我同學正正的筆記，與 GhatGpt 協助文字描述，並增加一些自己的圖解。

匿名函示 / 閉包(closure)簡介

閉包（Closure）是一種在程式設計中常見的概念，特別是在函數式程式設計和某些程式語言中，如JavaScript、Python、Swift等，它具有特殊的含義和用途。

閉包是一個函數，它包含了它被建立時所處的作用域（或者說環境）中的變數的引用，即使在建立它的作用域外部呼叫這個函數時，它仍然能夠訪問這些變數。這意味著閉包可以捕獲並保留外部作用域中的狀態信息，使得函數在不同的上下文中執行時能夠保持一致的行為。

通常，閉包由以下幾個要素組成：

函數：閉包是一個函數，可以包含一些程式碼塊。
外部作用域：閉包可以訪問其被建立時所在的外部作用域中的變數。
內部狀態：閉包會捕獲並保留外部作用域中的變數的引用，以便在以後的呼叫中使用。

閉包的主要用途包括：

資料封裝和隱藏：通過將資料和操作封裝在一個閉包中，可以創建私有變數和方法，從而實現信息隱藏和封裝性。
函數工廠：閉包可以用於動態生成函數，每次生成的函數可以訪問不同的外部狀態。
回調函數：在異步程式設計中，閉包常常用作回調函數，用於在異步操作完成後執行特定的操作。
保持狀態：閉包可以用來保持狀態，例如在迭代過程中，每次呼叫都可以更新狀態並記住上一次的狀態。

在不同的程式語言中，閉包的具體語法和用法可能有所不同，但基本概念是通用的。閉包是一種強大的程式設計工具，可以使程式碼更加靈活和可複用。

範例說明

基本範例

// 這是一個接受三個參數的函數。前兩個參數 $a 和 $b 是要進行操作的數字，而第三個參數 $operation 是一個函數，用來執行特定的計算操作。
function calculate($a, $b, $operation) {
    return $operation($a, $b);
}

// 定義 $addition 匿名函數
		// 這裡定義了一個匿名函數（無名函數），這個匿名函數接受兩個參數 $a 和 $b，並返回它們的和再加上 5。這個匿名函數實現了一個簡單的加法操作，但多了一個固定的加數 5。
$addition = function($a, $b) {
    return $a + $b + 5;
};

// 使用 calculate 函數執行計算：
		// 在這裡，我們使用 calculate 函數，將數字 10 和 7 以及 $addition 匿名函數作為參數傳遞給它。$addition 函數被傳遞給 calculate 函數，並在 calculate 函數內部被稱為 $operation。
$result = calculate(10, 7, $addition);

上面舉例可以寫成更簡便的閉包

function calculate($a, $b, $operation) {
    return $operation($a, $b);
}

// 更簡化一點
$result = calculate(10, 7, function($a, $b) {
    return $a + $b + 5;
});

echo $result; // 22

在這個版本中，我們將匿名函數直接傳遞給 calculate 函數，而不需要事先定義 $addition 函數。這樣可以減少不必要的中間步驟，使程式碼更加簡潔和易讀。這個匿名函數在 calculate 函數內部被稱為 $operation，然後執行相同的加法操作，返回結果為 22。

我們可以將程式碼分為兩個作用域：外部作用域（Outer Scope）和內部作用域（Inner Scope）。外部作用域是閉包被建立的地方，而內部作用域是閉包內部的函數體。

當你需要對一個現有的功能進行擴展，但不能修改原來的程式碼或需要保持它的原始功能，這時你可以使用閉包的方法。閉包可以讓你新增額外的功能，而不影響原本的功能。這樣你就可以在不改變原本的功能的情況下，為它添加新的功能或自定義行為。

進階一點點

當需要對一組數據進行特定操作，但這個操作可能會在不同地方多次使用，閉包（匿名函數）就可以派上用場。

// 定義一個閉包，用於計算數字的平方
$square = function($number) {
    return $number * $number;
};

// 定義通用的資料運算函數，接受閉包作為參數
function calculate($operation, $data) {
    $result = [];

    foreach ($data as $number) {
        $result[] = $operation($number);
    }

    return $result;
}

// 假設我們有一組數據
$data = [1, 2, 3, 4, 5];

// 使用 calculate 函數，傳入閉包 $square 和數據
$numbersSquared = calculate($square, $data);

// 輸出運算結果
print_r($numbersSquared);

這個例子中，我們首先定義了 $square 閉包，然後，我們定義了 calculate 函數，它接受一個資料陣列和一個閉包函數作為參數，然後對資料陣列應用閉包操作。這樣的設計讓程式碼更容易理解，因為函數的用途和功能更清晰。

function() use() 用法

閉包除了在函式中塞入另一個函式外，也可以取得外部變數，一起放進肚子裡進行處理。

$outerVar = 10; // 外部作用域的變數

// 創建一個閉包，使用 use 捕獲外部變數 $outerVar
$myClosure = function ($innerVar) use ($outerVar) {
    return $innerVar + $outerVar;
};

// 呼叫閉包，傳入內部變數 $innerVar
$result = $myClosure(5);

echo $result; // 輸出 15，因為 $innerVar（5） + $outerVar（10） = 15

在這個例子中：

我們創建了一個匿名函數 $myClosure，它接受一個參數 $innerVar，同時使用 use 捕獲了外部變數 $outerVar。
然後，我們呼叫了這個閉包並傳入了 $innerVar 的值為 5。
閉包內部的計算是 $innerVar + $outerVar，所以最終結果是 5 + 10 = 15。

這個例子演示了如何在閉包中使用 use 來捕獲外部變數，以便在閉包中使用它們。這種技巧在許多情況下非常有用，例如當你需要在閉包中訪問外部變數時。

不過這種情況並不是必須的，只是一種寫法。使用use只是把外部變數放進來比較好閱讀的一種方式而已，並不代表會有一種狀況一定需要使用use，我也可以把所有需要參數放進function裏面。

其他專案碰過的範例

關鍵字搜尋功能中的時間搜尋

// 時間搜尋
$posts->when($timeStart || $timeEnd, function ($repairs) use ($timeStart, $timeEnd) {
    // 使用 "when" 方法檢查 $timeStart 或 $timeEnd 是否存在
    $posts->when($timeStart, function ($repairs) use ($timeStart) {
        // 如果 $timeStart 存在，則執行這個閉包
        // 在查詢中添加條件，要求 "created_at" 大於或等於 $timeStart
        $posts->where('created_at', '>=', $timeStart);
    });
    
    $posts->when($timeEnd, function ($repairs) use ($timeEnd) {
        // 如果 $timeEnd 存在，則執行這個閉包
        // 在查詢中添加條件，要求 "created_at" 小於或等於 $timeEnd
        $posts->where('created_at', '<=', $timeEnd);
    });
});

這個例子用了三個閉包，並引入 $timeStart 及 $timeEnd 等外部變數

第一個閉包是當 $timeStart 或 $timeEnd 存在時，要進行後續判斷
第二個閉包被包在第一個閉包裡面，當**$timeStart** 存在時，則向查詢中添加一個條件，要求 created_at 大於或等於 $timeStart。
第三個閉包也被包在第一個閉包裡面，當**$timeEnd** 存在時，則向查詢中添加一個條件，要求 created_at 大於或等於 $timeEnd。

關鍵字搜尋功能中的模糊搜尋

$posts->when($keyword, function ($posts) use ($keyword) {
    // 使用 "when" 方法檢查 $keyword 是否存在
    $posts->where(function ($posts) use ($keyword) {
        // 在這個閉包中建立一個關鍵字的模糊搜尋條件
        $posts
            ->orWhere('post_number', 'like', "%$keyword%") // 文章編號
            ->orWhere('post_title', 'like', "%$keyword%") // 文章標題
            ->orWhere('post_content', 'like', "%$keyword%") // 文章內容
            ->orWhere('author_name', 'like', "%$keyword%") // 作者名稱
            ->orWhereHas('comments', function ($commentQuery) use ($keyword) {
                // 使用 "orWhereHas" 檢查關聯 "comments" 的內容
                $commentQuery
                    ->where('content', 'like', "%$keyword%");
            })
            ->orWhereHas('tags', function ($tagQuery) use ($keyword) {
                // 使用 "orWhereHas" 檢查關聯 "tags" 的標籤名稱
                $tagQuery
                    ->where('name', 'like', "%$keyword%");
            });
    });
});

這裡用了四個閉包，四個閉包都使用外部引進的同一個 $keyword變數，可以用顏色判斷一下他們彼此間的關係。

程式碼說明：

when 方法：這是 Laravel 提供的一個條件式方法，用於根據給定的條件執行閉包內的操作。在這個例子中，如果 $keyword 存在（不為空或不為 null），則執行閉包內的操作。
外層閉包：這是外層的匿名函數，它接受一個參數 $posts，這是一個資料庫查詢建構器（Eloquent 查詢）。外層閉包主要負責根據條件添加搜尋條件。
內層閉包：在外層閉包中使用 where 方法建立了一個複雜的搜尋條件。這個內層閉包接受一個參數 $posts，這是相同的資料庫查詢建構器，用於添加搜尋條件。
orWhere 方法：這是用於在查詢中添加 OR 條件的方法。在這個例子中，我們使用 orWhere 方法多次，分別對不同的欄位進行模糊搜尋。
orWhereHas 方法：這是用於檢查關聯模型的方法。我們在這個例子中使用 orWhereHas 來檢查關聯的 comments 和 tags，並在這些關聯上進行額外的搜尋。