Jak działają zamknięcia (closures) w Go?

Question

Accepted Answer

**Zamknięcie** (closure) to funkcja, która odwołuje się do zmiennych z otaczającego zakresu, "zamykając się" nad nimi — funkcja zachowuje dostęp do tych zmiennych nawet po zakończeniu funkcji otaczającej. Funkcje w Go są wartościami pierwszej klasy, co czyni zamknięcia powszechnym i potężnym narzędziem.

## Podstawowe zamknięcie

```go
func makeCounter() func() int {
    count := 0                  // a local variable
    return func() int {          // this inner function CLOSES OVER count
        count++                  // it can read AND modify count
        return count
    }
}

counter := makeCounter()
fmt.Println(counter())   // 1
fmt.Println(counter())   // 2 — count PERSISTS between calls (state is retained)

other := makeCounter()    // a NEW, independent closure with its own count
fmt.Println(other())     // 1 — separate state
```

Zwrócona funkcja zachowuje referencję do `count` nawet po powrocie z `makeCounter` — stan persystuje między wywołaniami. Każde wywołanie `makeCounter` tworzy świeżą, niezależną zmienną `count`. To jest hermetyzowany, prywatny stan.

## Zamknięcia przechwytują zmienne PRZEZ REFERENCJĘ (punkt kluczowy)

```go
// closures capture the variable itself, not a snapshot of its value
x := 10
f := func() int { return x }
x = 20
fmt.Println(f())   // 20 — sees the CURRENT value of x, not 10
```

## Klasyczne pułapka zmiennej pętli

```go
// ⚠️ in Go versions BEFORE 1.22:
funcs := []func(){}
for i := 0; i < 3; i++ {
    funcs = append(funcs, func() { fmt.Println(i) })  // all close over the SAME i
}
for _, f := range funcs { f() }   // prints 3, 3, 3 (not 0, 1, 2)! — all share i

// the classic fix (pre-1.22): make a per-iteration copy
for i := 0; i < 3; i++ {
    i := i                          // shadow with a new variable each iteration
    funcs = append(funcs, func() { fmt.Println(i) })
}
// Note: Go 1.22+ changed loop semantics so each iteration gets a NEW variable — this bug is fixed.
```

To słynny błąd: zamknięcia w pętli przechwytywały *tę samą* zmienną pętli. (Go 1.22 naprawiło zakres zmiennych pętli, ale zrozumienie problemu jest ważne dla starszego kodu i innych przechwytywanych zmiennych.)

## Typowe zastosowania zamknięć

```go
// 1. as callbacks / handlers
http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { ... })

// 2. deferred functions capturing local state
defer func() { fmt.Println("cleanup with", localVar) }()

// 3. function factories (configured behavior)
func multiplier(factor int) func(int) int {
    return func(n int) int { return n * factor }
}
double := multiplier(2)   // double(5) → 10
```

## Dlaczego to ważne

Zamknięcia to potężna, powszechnie używana cecha Go włączona dzięki funkcjom pierwszej klasy — pozwalają tworzyć funkcje, które noszą prywatny, trwały stan (liczniki, generatory, skonfigurowane zachowania poprzez funkcje fabryki) i są niezbędne dla callbacków, obsługi HTTP, opóźnionego czyszczenia odwołującego się do zmiennych lokalnych oraz wzorców funkcyjnych.

Zrozumienie, że zamknięcia przechwytują zmienne **przez referencję** (widząc bieżące wartości, dzieląc stan) — a nie przez wartość — jest kluczowe zarówno dla efektywnego ich używania (hermetyzowany stan mutable), jak i dla uniknięcia **klasycznej pułapki przechwytywania zmiennej pętli** (wszystkie zamknięcia dzielą jedną zmienną, znane źródło zamieszania, naprawione w Go 1.22, ale wciąż istotne dla starszego kodu i przechwytań spoza pętli).

Zamknięcia pojawiają się wszędzie w idiomatycznym Go i API biblioteki standardowej, co czyni je ważną wiedzą praktyczną i powtarzającym się tematem rozmów o pracę.