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Closures

Closures

Closures são blocos auto-contidos de código que podem ser passadas e utilizadas no seu código. Closures em Swift são similares a blocos em C/Objective-C e a lambdas em outras linguagem de programação.

Closures podem capturar e armazenar referências de qualquer constante e variável do contexto no qual ele foi definido. Isto é conhecido como closing over de constantes e variáveis. Swift cuida de todo o gerenciamento de memória para você.

Nota

Não se preocupe se você não está acostumado com o conceito de captura. Isto é explicado em detalhes mais abaixo em Capturando Valores.

Global e Nested functions , como introduzido em Funções, são na realidade um tipo especial de closures. Closures assumem três formas:

  • Global Function são closures que possuem nome e não podem capturar nenhum valor.

  • Nested functions são closures que possuem nome e podem capturar valores da função que a engloba.

  • Expressões Closure não possuem nome e escritas em sintaxe mais simplificada que pode capturar valores do contexto onde é declarada.

Expressões Closure em Swift possuem uma escrita limpa e clara, com otimizações que incentivam uma sintaxe enxuta nos cenários mais comuns. Estas otimizações incluem:

  • Inferir parâmetros e tipos de retorno do contexto

  • Tipo de retorno implícito quando o corpo da closure possui apenas uma linha

Expressões Closure

Nested functions, como introduzido em Nested Functions, é um modo conveniente de nomear e definir blocos auto-contidos de código como parte de uma função maior. Entretanto, algumas vezes é útil escrever uma versão mais curta da estrutura similiar a funções sem a sua declaração completa e nome. Isto é bastante usado quando vocˆ3 trabalha com funções ou métodos que recebem outras funções como parâmetro.

Expressões Closure é uma maneira de escrever closures de modo enxuto e com sintaxe simples. Expressões Closure fornecem várias otimizações de sintaxe para a escrita de closures de forma resumida sem perder clareza. Os exemplos abaixo ilustram estas otimizações utilizando o método sorted(by:), onde em todos os casos realizam a mesmas ação, porém com escrita cada vez mais sucinta.

O Método Sorted

A biblioteca padrão do Swift fornece um método chamado sorted(by:), o qual ordena os valores de um array baseado no retorno da closure de ordenação. Ao completar o processo de ordenação, o método sorted(by:) retorna um novo array do mesmo tipo e tamanho do antigo, porém com os elementos com a ordem de acordo com o requisitado. O array original não é modificado pelo método.

O exemplo abaixo usa o método sorted(by:) para ordenar um array de String na ordem contrária a alfabética. Este é o array inicial:

let names = ["Chris", "Alex", "Ewa", "Barry", "Daniella"]

O método sorted(by:) recebe uma closure que possui dois argumentos do mesmo tipo do array e retorna um Bool que indica quando o primeiro valor deve ficar antes ou depois do segundo valor quando o array estiver reordenado. A closure deve retornar true se o primeiro valor deva ficar antes do segundo valor e false caso o contrário seja desejado.

Este exemplo esta ordenando um array de String então a closure de ordenação precisa ser uma função do tipo (String, String) -> Bool.

Um dos modos de fornecer uma closure é escrevendo uma função normal do tipo esperado pelo parâmetro e então passar como argumento do método sorted(by:):

func backward(_ s: String, _ s2: String) -> Bool {
    return s > s2
}
var reversedNames = names.sorted(by: backward)
// reversedNames é igual a ["Ewa", "Daniella", "Chris", "Barry", "Alex"]

Se a primeira string (s) for maior que a segunda string (s2) a função backward(_:_:) irá retornar true, fazendo com que s fique antes de s2 no array ordenado. Em relação a caracteres em uma string, "maior que" significa "estar a frente na ordem alfabética que". Isto significa que a letra "B" é "maior que" a letra "A", logo "Tom" é maior que a string "Tim". Por isso, em uma ordenação contrária da ordem alfabética "Barry" fica antes de "Alex".

Entretanto, este é um modo verboso de escrever uma simples expressão (a > b). Neste exemplo, seria mais adequado escrever uma expressão simplificada usando a sintaxe de Expressões Closure.

Sintaxe de Expressões Closure

Sintaxe de Expressões Closure possui a seguinte forma:

{ (parameters) -> return type in

statements

}

Os parâmetros em uma expressão closure podem ser do tipo in-out, porém não podem possuir um valor padrão. Parâmetros variadic podem ser utilizado caso você adicione um nome ao argumento. Tuplas também podem ser utilizadas como tipos de parâmetros e retorno.

O exemplo abaixo mostra uma expressão closure que implementa o mesmo que a função backward(_:_:), mostrada acima:

reversedNames = names.sorted(by: { (s: String, s2: String) -> Bool in
    return s > s2
})

Perceba que a declaração dos parâmetros e tipo de retorno para este tipo de closure é idêntica a declaração da função backward(_:_:). Em ambos os casos, foi escrito como (s: String, s2: String) -> Bool. Entretanto, para a expressão closure mais simples, os tipos de parâmetros e retorno são escritos dentro das chaves.

O início do corpo da closure é iniciado pela palavra reservada in. Esta palavra reservada indica que a definição dos parâmetros e retorno da closure terminaram, e o que o corpo da closure esta prestes a começar.

Como o corpo da closure é pequeno, é possível até escrever ele em uma única linha:

reversedNames = names.sorted(by: { (s: String, s2: String) -> Bool in return s > s2 } )

Isto ilustra que a chamada do método sorted(by:) continua a mesma. Um par de parênteses continua envolvendo todos os argumentos do método. Porém, este argumento agora é uma closure.

Inferindo Tipos do Contexto

Em razão da closure ser passada como um argumento para o método, o Swift pode inferir os tipos de seus parâmetros e retorno. O método sorted(by:) é chamado de um array de strings, então o argumento deve ser uma função do tipo (String, String) -> Bool. Isto significa que os tipos (String, String) e Bool não precisam ser explicitamente escritos na definição de uma expressão closure. Todos os tipos podem ser inferidos, a seta de retorno (->) e os parênteses ao redor do nome dos parâmetros também podem ser omitidos:

reversedNames = names.sorted(by: { s, s2 in return s > s2 } )

É sempre possível inferir os tipos dos parâmetros e do retorno quando passamos uma closure para uma função ou método. Por conta disto você nunca precisa escrever uma closure diretamente na função na sua forma completa quando ela é passada como função ou parâmetro de um método.

No entanto, você ainda pode explicitar os tipos se você quiser, e é interessante fazê-lo se isto for evitar ambiguidade para os leitores do código. No caso da closure do método sorted(by:) é claro que na sua implementação é onde a ordenação de fato acontece, e é seguro para o leitor assumir que os parâmetros da closure são do tipo String já que o array que esta sendo ordenado possui elementos do tipo String.

Retorno Implícito de Closures de Única Expressão

Closures de Única Expressão retorna o resultado da instrução omitindo a palavra reservada return na declaração, como está no exemplo abaixo:

reversedNames = names.sorted(by: { s, s2 in s > s2 } )

Neste exemplo o tipo do parametro do método sorted(by:) deixa claro que o tipo do retorno é Bool. Como o corpo da closure contém apenas uma expressão (s > s2) que já retorna um valor do tipo Bool, não há ambiguidade e por conta disso pode-se omitir a palavra reservada return.

Argumentos com nomes abreviados

O Swift automaticamente fornece argumentos com nomes abreviados para closures escritas diretamente, neste caso é possível acessar os valores dos parâmetros da closures utilizando nomes $0, $1, $2 e etc.

Se você utilizar este tipo de nomenclatura de argumentos na sua closure, você pode omitir a lista de parâmetros durante a sua implementação, assim o número e tipo do argumento será inferido de acordo com a assinatura da closure. A palavra reservada in também pode ser omitida.

reversedNames = names.sorted(by: { $0 > $1 } )

No exemplo acima $0 and $1 fazem referência ao primeiro e segundo parâmetro da closure respectivamente.

Operator Methods

Há ainda uma maneira mais enxuta de escrever o mesmo exemplo acima. Em Swift o tipo String define a implementação do operador Maior Que (>) como um método que tem dois parâmetros do tipo String e que retorna um valor do tipo Bool. Deste modo é possível passar este método diretamente para o método sorted(by:). Por conta disto, você pode simplesmente passar o operador (>) e a linguagem irá inferir que você deseja passar a implementação contido no tipo String:

reversedNames = names.sorted(by: >)

Para mais sobre métodos operadores, veja Métodos Operadores.

Trailing Closures

Se você precisa passar uma expressão closure como último argumento de uma função e esta expressão for grande, pode ser útil escrever ela como uma trailing closure. Uma trailing closure é escrita após os parênteses da chamada da função, apesar disso, a expressão continua pertencendo a função. Quando você utiliza a sintaxe trailing closure, você não escreve o nome externo que identifica a closure na chamada da função. Uma chamada de função pode incluir vários trailing closures; no entanto, os primeiros exemplos abaixo usam uma única trailing closure

func someFunctionThatTakesAClosure(closure: () -> Void) {
    // corpo da função
}

// Chamando a função sem utilizar *trailing closure*: 

someFunctionThatTakesAClosure(closure: {
    // corpo da closure
})

// Chamada de função utilizando *trailing closure*:

someFunctionThatTakesAClosure() {
    // corpo da closure
}

A closure do método sorted(by:) visto em Sintaxe Expressão Closure pode ser escrita de modo trailing closure:

reversedNames = names.sorted() { $0 > $1 }

Se a expressão closure é o único argumento do método e você utiliza trailing closure, você não precisa escrever os parênteses depois do nome do método/função quando você chama a função:

reversedNames = names.sorted { $0 > $1 }

Trailing closures é muito útil quando a closure é grande e não é possível escrever em uma única expressão. Por exemplo, O tipo Array em Swift possui o método map(_:), o qual possui uma closure como único argumento. A closure é chamada uma vez para cada item dentro do array e retorna um novo valor (possivelmente até mesmo de outro tipo). Você especifica a natureza do mapeamento e o tipo do valor que será retornado escrevendo o código na closure que você for passar no método map(_:).

Depois de aplicar as transformações fornecidas pela closure em cada elemento do array, o método map(_:) retorna um novo array contendo todos os novos elementos transformados na mesma ordem correspondente ao seus valores originais.

Aqui está um exemplo de como usar o método map(_:) com uma trailing closure para converter uma array de Int em String. O array [16,58,50] é usado para a criação do novo array ["OneSix", "FiveEight", "FiveOneZero"]:

let digitNames = [
    0: "Zero", 1: "One", 2: "Two", 3: "Three", 4: "Four",
    5: "Five", 6: "Six", 7: "Seven", 8: "Eight", 9: "Nine"
]
let numbers = [16, 58, 510]

O código acima cria um dicionário que mapeia números inteiros e o número extenso em inglês. Também define um array de inteiros preparado para ser convertido em strings.

Agora você pode utilizar o array numbers para criar um outro array de String passando como parâmetro esta trailing closure para o método map(_:):

let strings = numbers.map { (number) -> String in
    var number = number
    var output = ""
    repeat {
        output = digitNames[number % 10]! + output
        number /= 10
    } while number > 0
        return output
}
// *strings* são inferidos para serem do tipo [String]
// o *array* é ["OneSix", "FiveEight", "FiveOneZero"]

O método map(_:) chama a closure uma vez para cada item do array. Você não precisa especificar o tipo do parâmetro da closure, number, pois o tipo pode ser inferido dos elementos do array a ser mapeado.

Neste exemplo, a variável number é inicializada com o valor do parâmetro da closure number, só então este valor pode ser modificado dentro do corpo da closure. (Parâmetros de closures e funções são sempre constantes.) A expressão closure especifica o tipo de retorno String para indicar que o tipo que será armazenado no array retornado

A expressão closure constrói uma string chamada output cada vez que ela é chamada. Ele calcula o último digito de number usando o operador de resto (number % 10) e usar este valor para achar a string apropriada no dicionário digitNames. A closure ode ser usada para criar uma representação string de qualquer inteiro maior que zero.

Nota

A chamada do subscript do dicionário digitNames possui um (!) porquê o subscript do dicionário retorna um valor optional para indicar que o valor daquela chave pode não existir. No exemplo acima é garantido que number % 10 sempre irá gerar uma chave válida para o dicionário digitNames, então o ponto de exclamação é utilizado para realizar um force-unwrap do valor daquela chave.

A string recebida do dicionário digitNames é adicionada no início de output, construindo a versão string do número ao contrário. (A expressão number % 10 fornece os valores 6 para 16, 8 para 58 e 0 para 510).

A variável number é então dividida por 10. Como ela é do tipo inteiro será arredondada para baixo durante a divisão, então 16 se torna 1, 58 se torna 5 e 510 se torna 51.

O processo é repetido até number ficar igual a 0, neste ponto a string output é retornada pela closure e adicionada ao array retornado pelo método map(_:).

O uso da sintaxe trailing closure no exemplo citado encapsula a funcionalidade da closure imediatamente depois da função a qual a closure atua.

Se uma função aceita várias closures, if a function takes multiple closures, you omit the argument label for the first trailing closure and you label the remaining trailing closures. For example, the function below loads a picture for a photo gallery:,você omite a label do argumento da primeira closure mais à direita e deixa a label das closures à direita restantes. Por exemplo, a função abaixo carrega uma imagem para uma galeria de fotos:

func loadPicture(from server: Server, completion: (Picture) -> Void, onFailure: () -> Void) {
    if let picture = download("photo.jpg", from: server) {
        completion(picture)
    } else {
        onFailure()
    }
}

Quando você chama essa função para carregar uma imagem, você precisa fornecer duas closures. A primeira closure é uma completion handler que exibe uma imagem após um download bem-sucedido. A segunda closure é um error handler que exibe um erro para o usuário.

loadPicture(from: someServer) { picture in
    someView.currentPicture = picture
} onFailure: {
    print("Não foi possível baixar a próxima imagem.")
}

In this example, the loadPicture(from:completion:onFailure:) function dispatches its network task into the background, and calls one of the two completion handlers when the network task finishes. Writing the function this way lets you cleanly separate the code that’s responsible for handling a network failure from the code that updates the user interface after a successful download, instead of using just one closure that handles both circumstances.

Neste exemplo, a função loadPicture (from: completed: onFailure:) despacha sua tarefa de network para o background e chama uma das duas completion handlers essa tarefa de network termina. Escrever a função dessa forma permite separar claramente o código responsável por lidar com uma falha de network do código que atualiza a interface do usuário após um download bem-sucedido, em vez de usar apenas uma closure para lidar com essas duas situações.

Capturing Values

A closure can capture constants and variables from the surrounding context in which it is defined. The closure can then refer to and modify the values of those constants and variables from within its body, even if the original scope that defined the constants and variables no longer exists.

In Swift, the simplest form of a closure that can capture values is a nested function, written within the body of another function. A nested function can capture any of its outer function’s arguments and can also capture any constants and variables defined within the outer function.

Here’s an example of a function called makeIncrementer, which contains a nested function called incrementer. The nested incrementer() function captures two values, runningTotal and amount, from its surrounding context. After capturing these values, incrementer is returned by makeIncrementer as a closure that increments runningTotal by amount each time it is called.

func makeIncrementer(forIncrement amount: Int) -> () -> Int {
    var runningTotal = 0
    func incrementer() -> Int {
        runningTotal += amount
        return runningTotal
    }
    return incrementer
}

The return type of makeIncrementer is () -> Int. This means that it returns a function, rather than a simple value. The function it returns has no parameters, and returns an Int value each time it is called. To learn how functions can return other functions, see Function Types as Return Types.

The makeIncrementer(forIncrement:) function defines an integer variable called runningTotal, to store the current running total of the incrementer that will be returned. This variable is initialized with a value of 0.

The makeIncrementer(forIncrement:) function has a single Int parameter with an argument label of forIncrement, and a parameter name of amount. The argument value passed to this parameter specifies how much runningTotal should be incremented by each time the returned incrementer function is called. The makeIncrementer function defines a nested function called incrementer, which performs the actual incrementing. This function simply adds amount to runningTotal, and returns the result.

When considered in isolation, the nested incrementer() function might seem unusual:

func incrementer() -> Int {
    runningTotal += amount
    return runningTotal
}

The incrementer() function doesn’t have any parameters, and yet it refers to runningTotal and amount from within its function body. It does this by capturing a reference to runningTotal and amount from the surrounding function and using them within its own function body. Capturing by reference ensures that runningTotal and amount do not disappear when the call to makeIncrementer ends, and also ensures that runningTotal is available the next time the incrementer function is called.

Note

As an optimization, Swift may instead capture and store a copy of a value if that value is not mutated by a closure, and if the value is not mutated after the closure is created.

Swift also handles all memory management involved in disposing of variables when they are no longer needed.

Here’s an example of makeIncrementer in action:

let incrementByTen = makeIncrementer(forIncrement: 0)

This example sets a constant called incrementByTen to refer to an incrementer function that adds 0 to its runningTotal variable each time it is called. Calling the function multiple times shows this behavior in action:

incrementByTen()
// returns a value of 0
incrementByTen()
// returns a value of 20
incrementByTen()
// returns a value of 30

If you create a second incrementer, it will have its own stored reference to a new, separate runningTotal variable:

let incrementBySeven = makeIncrementer(forIncrement: 7)
incrementBySeven()
// returns a value of 7

Calling the original incrementer (incrementByTen) again continues to increment its own runningTotal variable, and does not affect the variable captured by incrementBySeven:

incrementByTen()
// returns a value of 40

Note

If you assign a closure to a property of a class instance, and the closure captures that instance by referring to the instance or its members, you will create a strong reference cycle between the closure and the instance. Swift uses capture lists to break these strong reference cycles. For more information, see Strong Reference Cycles for Closures.

Closures São Reference Types

No exemplo acima, incrementBySeven e incrementByTen são constantes, mas a closure para qual estas constantes apontam ainda podem incrementar a variável runningTotal que elas capturaram. Isto ocorre porque closures e funções são reference types.

Sempre quando você assinalar uma função ou closure para uma constante ou variável, vocês está na verdade fazendo com que a constante ou variável seja uma referência para a função/closure. No exemplo acima, a closure incrementByTen aponta para a constante e não para o conteúdo da closure em si.

Isto também significa que se você assinalar uma closure para duas constantes ou variáveis diferentes, ambas vão apontar para a mesma closure.

let alsoIncrementByTen = incrementByTen
alsoIncrementByTen()
// retorna o valor 50 

incrementByTen()
// retorna o valor 60

O exemplo acima mostra a chamada de alsoIncrementByTen é o mesmo que chamar incrementByTen. Ambas se referem a mesma closure, as duas incrementam e retornam o mesmo valor total.

Escaping Closures

Diz-se que uma closure escape uma função quando ela é passada como argumento para uma função, mas é chamada apenas depois do seu retorno. Quando você declara uma função que recebe uma closure como um dos seus parâmetros, você escrever @escaping antes do tipo do parâmetro para indicar que a closure pode ser escape.

Uma vez que uma closure pode ser escape ela é armazenada em uma variável que é definida fora da função. Por exemplo, várias funções que iniciam uma operação assíncrona recebe uma closure como argumento para ser executada ao fim do processamento. A função retorna depois do início da operação, mas a closure não é executada até a operação ser completada. A closure precisa ser escape para ser chamada posteriormente. Por exemplo:

var completionHandlers: [() -> Void] = []
func someFunctionWithEscapingClosure(completionHandler: @escaping () -> Void) {
    completionHandlers.append(completionHandler)
}

A função someFunctionWithEscapingClosure(_:) recebe uma closure como seu argumento e adiciona a um array declarado fora da função. Se você não marcar o parâmetro desta função como @escaping você terá uma erro em tempo de compilação.

Marcar uma closure como @escaping significa que você tem que se referir a self de maneira explícita dentro da closure. Por exemplo, no código abaixo, a closure passada para someFunctionWithEscapingClosure(_:) é uma escaping closure, o que significa que precisa se referir a self explicitamente. Por outro lado, a closure passada para someFunctionWithNonescapingClosure(_:) é uma nonescaping closure, o que siginfica que ela pode se referir a self de maneira implícita.

func someFunctionWithNonescapingClosure(closure: () -> Void) {
    closure()
}

class SomeClass {
    var x = 0
    func doSomething() {
        someFunctionWithEscapingClosure { self.x = 100 }
        someFunctionWithNonescapingClosure { x = 200 }
    }
}

let instance = SomeClass()
instance.doSomething()
print(instance.x)
// Prints "200"

completionHandlers.first?()
print(instance.x)
// Prints "100"

Autoclosures

Uma autoclosure é uma closure que é automaticamente criada para embrulhar uma expressão que está sendo passada como argumento para a função. Ela não requer qualquer argumento, e quando é chamada, retorna o valor da expressão que está embrulhada dentro de si. Essa conveniência sintática permite omitir as chaves ao redor do parâmetro da função, escrevendo uma expressão normal ao invés de uma closure explicita.

É comum fazer a chamada de funções que recebem autoclosures, mas não é comum implementar esse tipo de função. Por exemplo, a função assert(condition:message:file:line) recebe uma autoclosure para os parâmetros condition e message; o parâmetro condition é executado somente em debug builds e o parâmetro message é executado somente se condition é false.

Uma autoclosure permite que você atrase sua execução, porque o código dentro dele não é executado até que você faça a chamada da closure. Atrasar a execução é útil para códigos que tem efeitos colaterais ou demandam muito poder computacional, porque permite que você controle quando este código é executado. O código abaixo mostra como uma closure atrasa a execução.

var customersInLine = \["Chris", "Alex", "Ewa", "Barry", "Daniella"\]
print(customersInLine.count)
// Prints "5"

let customerProvider = { customersInLine.remove(at: 0) }
print(customersInLine.count)
// Prints "5"

print("Now serving \\(customerProvider())!")
// Prints "Now serving Chris!"
print(customersInLine.count)
// Prints "4"

Apesar de o primeiro elemento do array customersInLine ser removido pelo código dentro da closure, o elemento do array não é removido até que a closure seja realmente chamada. Se a closure nunca é chamada, a expressão dentro da closure nunca é executada, o que significa que o elemento do array nunca é removido. Note que o tipo de customerProvider não é String mas ( ) -> String- uma função sem parâmetros que retorna uma string.

Você tem o mesmo comportamento da execução atrasada quando você passa a closure como um argumento para a função.

// customersInLine is ["Alex", "Ewa", "Barry", "Daniella"]
func serve(customer customerProvider: () -> String) {
    print("Now serving \\(customerProvider())!")
}
serve(customer: { customersInLine.remove(at: 0) } )
// Prints "Now serving Alex!"

A função serve(customer:) na listagem acima recebe uma closure explícita que retorna o nome do cliente. A versão de serve(customer:) abaixo executa a mesma operação mas, ao invés de receber uma closure explícita, ela recebe uma autoclosure marcando o tipo desse parâmetro com o atributo @autoclosure. Agora você pode chamar a função como se ela recebesse um parâmetro String ao invés de uma closure. O argumento é automaticamente convertido para uma closure, porque o tipo do parâmetro customerProvider está marcado com o atributo @autoclosure.

// customersInLine is ["Ewa", "Barry", "Daniella"]
func serve(customer customerProvider: @autoclosure () -> String) {
    print("Now serving \(customerProvider())!")
}
serve(customer: customersInLine.remove(at: 0))
// Prints "Now serving Ewa!"

Nota

Usar muitas autoclosures pode fazer seu código difícil de entender. O contexto e o nome da função devem deixar claros que sua execução está sendo adiada.

Se você quiser uma autoclosure que o escape é permitido, use os atributos @autoclosure e @escaping. O atributo @escaping é descrito acima em Escaping Closures.

// customersInLine is ["Barry", "Daniella"]
var customerProviders: [() -> String] = []
func collectCustomerProviders(_ customerProvider: @autoclosure @escaping () -> String) {
    customerProviders.append(customerProvider)
}
collectCustomerProviders(customersInLine.remove(at: 0))
collectCustomerProviders(customersInLine.remove(at: 0))

print("Collected \(customerProviders.count) closures.")
// Prints "Collected 2 closures."
for customerProvider in customerProviders {
    print("Now serving \(customerProvider())!")
}
// Prints "Now serving Barry!"
// Prints "Now serving Daniella!"

No código acima, ao invés de chamar a closure passada para ela como o argumento customerProvider, a função collectCustomProviders adiciona a closure no array customerProviders. O array é declarado fora do escopo da função, o que significa que as closures no array podem ser executadas após o retorno da função. Como resultado, o valor do argumento customerProvider deve ser permitido de escapar do escopo da função.