什么是閉包

閉包是什么?閉包是Closure，這是靜態(tài)語(yǔ)言所不具有的一個(gè)新特性。但是閉包也不是什么復(fù)雜到不可理解的東西，簡(jiǎn)而言之，閉包就是：

閉包就是函數(shù)的局部變量集合，只是這些局部變量在函數(shù)返回后會(huì)繼續(xù)存在。

閉包就是就是函數(shù)的“堆?！痹诤瘮?shù)返回后并不釋放，我們也可以理解為這些函數(shù)堆棧并不在棧上分配而是在堆上分配當(dāng)在一個(gè)函數(shù)內(nèi)定義另外一個(gè)函數(shù)就會(huì)產(chǎn)生閉包上面的第二定義是第一個(gè)補(bǔ)充說(shuō)明，抽取第一個(gè)定義的主謂賓——閉包是函數(shù)的‘局部變量'集合。只是這個(gè)局部變量是可以在函數(shù)返回后被訪問(wèn)。（這個(gè)不是官方定義，但是這個(gè)定義應(yīng)該更有利于你理解閉包）

理解Javascript的閉包非常關(guān)鍵，本篇試圖用最簡(jiǎn)單的例子理解此概念。

function greet(sth){
  return function(name){
    console.log(sth + ' ' + name);
  }
}
//hi darren
greet('hi')('darren');

或者可以寫(xiě)成這樣：

var sayHi = greet('hi');
sayHi('darren');

我們要提的問(wèn)題是：為什么greet的內(nèi)部函數(shù)能使用sth這個(gè)變量？

其內(nèi)部大致運(yùn)作如下：

→ 創(chuàng)建全局上下文
→ 執(zhí)行var sayHi = greet('hi');語(yǔ)句，創(chuàng)建greet上下文，變量sth存儲(chǔ)在greet上下文中。
→ 繼續(xù)執(zhí)行g(shù)reet函數(shù)內(nèi)的語(yǔ)句，返回一個(gè)匿名函數(shù)，雖然greet上下文從堆棧上消失，但sth變量依舊存在于內(nèi)存的某個(gè)空間。
→ 繼續(xù)執(zhí)行sayHi('darren');創(chuàng)建了sayHi上下文，并試圖搜尋sth變量，但在sayHi這個(gè)上下文中沒(méi)有sth變量。sayHi上下文會(huì)沿著一個(gè)作用域鏈找到sth變量對(duì)應(yīng)的那個(gè)內(nèi)存。 外層函數(shù)就像一個(gè)閉包，其內(nèi)部函數(shù)可以使用外部函數(shù)的變量。

一個(gè)閉包的簡(jiǎn)單例子

function buildFunctions(){
  var funcArr = [];
  for(var i = 0; i < 3; i++){
    funcArr.push(function(){console.log(i)});
  }
  return funcArr;
}
var fs = buildFunctions();
fs[0](); //3
fs[1](); //3
fs[2](); //3

以上，為什么結(jié)果不是0， 1, 2呢？

--因?yàn)閕作為一個(gè)閉包變量，當(dāng)前值為3，被內(nèi)部函數(shù)使用。要實(shí)現(xiàn)想要的效果，可以在遍歷的時(shí)候每一次遍歷創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的上下文使其不受閉包影響。而自觸發(fā)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立上下文。

function buildFunctions(){
  var funcArr = [];

  for(var i = 0; i < 3; i++){
    funcArr.push((function(j){
      return function(){
       console.log(j);
      };
    }(i)));
  }

  return funcArr;
}
var fs = buildFunctions();
fs[0](); //0
fs[1](); //1
fs[2](); //2

本篇的兩個(gè)例子正好體現(xiàn)了閉包的2個(gè)方面：一個(gè)是內(nèi)部函數(shù)使用閉包變量，另一個(gè)是把內(nèi)部函數(shù)寫(xiě)在自觸發(fā)函數(shù)中從而避免受閉包影響。

做為局部變量都可以被函數(shù)內(nèi)的代碼訪問(wèn)，這個(gè)和靜態(tài)語(yǔ)言是沒(méi)有差別。閉包的差別在于局部變變量可以在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后仍然被函數(shù)外的代碼訪問(wèn)。這意味 著函數(shù)必須返回一個(gè)指向閉包的“引用”，或?qū)⑦@個(gè)”引用”賦值給某個(gè)外部變量，才能保證閉包中局部變量被外部代碼訪問(wèn)。當(dāng)然包含這個(gè)引用的實(shí)體應(yīng)該是一個(gè) 對(duì)象，因?yàn)樵贘avascript中除了基本類型剩下的就都是對(duì)象了。可惜的是，ECMAScript并沒(méi)有提供相關(guān)的成員和方法來(lái)訪問(wèn)閉包中的局部變 量。但是在ECMAScript中，函數(shù)對(duì)象中定義的內(nèi)部函數(shù)() inner function是可以直接訪問(wèn)外部函數(shù)的局部變量，通過(guò)這種機(jī)制，我們就可以以如下的方式完成對(duì)閉包的訪問(wèn)了。

function greeting(name) {
   var text = 'Hello ' + name; // local variable
   // 每次調(diào)用時(shí)，產(chǎn)生閉包，并返回內(nèi)部函數(shù)對(duì)象給調(diào)用者
   return function () { alert(text); }
}
var sayHello=greeting( "Closure" );
sayHello() // 通過(guò)閉包訪問(wèn)到了局部變量text

上述代碼的執(zhí)行結(jié)果是：Hello Closure，因?yàn)閟ayHello()函數(shù)在greeting函數(shù)執(zhí)行完畢后，仍然可以訪問(wèn)到了定義在其之內(nèi)的局部變量text。

好了，這個(gè)就是傳說(shuō)中閉包的效果，閉包在Javascript中有多種應(yīng)用場(chǎng)景和模式，比如Singleton，Power Constructor等這些Javascript模式都離不開(kāi)對(duì)閉包的使用。

ECMAScript閉包模型

ECMAScript到底是如何實(shí)現(xiàn)閉包的呢？想深入了解的親們可以獲取ECMAScript 規(guī)范進(jìn)行研究，我這里也只做一個(gè)簡(jiǎn)單的講解，內(nèi)容也是來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)。

在ECMAscript的腳本的函數(shù)運(yùn)行時(shí)，每個(gè)函數(shù)關(guān)聯(lián)都有一個(gè)執(zhí)行上下文場(chǎng)景(Execution Context) ，這個(gè)執(zhí)行上下文場(chǎng)景中包含三個(gè)部分

文法環(huán)境（The LexicalEnvironment）
變量環(huán)境（The VariableEnvironment）
this綁定

其中第三點(diǎn)this綁定與閉包無(wú)關(guān)，不在本文中討論。文法環(huán)境中用于解析函數(shù)執(zhí)行過(guò)程使用到的變量標(biāo)識(shí)符。我們可以將文法環(huán)境想象成一個(gè)對(duì)象，該對(duì) 象包含了兩個(gè)重要組件，環(huán)境記錄(Enviroment Recode)，和外部引用(指針)。環(huán)境記錄包含包含了函數(shù)內(nèi)部聲明的局部變量和參數(shù)變量，外部引用指向了外部函數(shù)對(duì)象的上下文執(zhí)行場(chǎng)景。全局的上下文 場(chǎng)景中此引用值為NULL。這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了一個(gè)單向的鏈表，每個(gè)引用都指向外層的上下文場(chǎng)景。

例如上面我們例子的閉包模型應(yīng)該是這樣，sayHello函數(shù)在最下層，上層是函數(shù)greeting，最外層是全局場(chǎng)景。如下圖：

因此當(dāng)sayHello被調(diào)用的時(shí)候，sayHello會(huì)通過(guò)上下文場(chǎng)景找到局部變量text的值，因此在屏幕的對(duì)話框中顯示出”Hello Closure”
變量環(huán)境(The VariableEnvironment)和文法環(huán)境的作用基本相似，具體的區(qū)別請(qǐng)參看ECMAScript的規(guī)范文檔。

閉包的樣列

前面的我大致了解了Javascript閉包是什么，閉包在Javascript是怎么實(shí)現(xiàn)的。下面我們通過(guò)針對(duì)一些例子來(lái)幫助大家更加深入的理解閉包，下面共有5個(gè)樣例，例子來(lái)自于JavaScript Closures For Dummies(鏡像)。

例子1:閉包中局部變量是引用而非拷貝

function say667() {
  // Local variable that ends up within closure
  var num = 666;
  var sayAlert = function() { alert(num); }
  num++;
  return sayAlert;
}
var sayAlert = say667();
sayAlert()

因此執(zhí)行結(jié)果應(yīng)該彈出的667而非666。

例子2：多個(gè)函數(shù)綁定同一個(gè)閉包，因?yàn)樗麄兌x在同一個(gè)函數(shù)內(nèi)。

function setupSomeGlobals() {
  // Local variable that ends up within closure
  var num = 666;
  // Store some references to functions as global variables
  gAlertNumber = function() { alert(num); }
  gIncreaseNumber = function() { num++; }
  gSetNumber = function(x) { num = x; }
}
setupSomeGolbals(); // 為三個(gè)全局變量賦值
gAlertNumber(); //666
gIncreaseNumber();
gAlertNumber(); // 667
gSetNumber(12);//
gAlertNumber();//12

例子3：當(dāng)在一個(gè)循環(huán)中賦值函數(shù)時(shí)，這些函數(shù)將綁定同樣的閉包

function buildList(list) {
  var result = [];
  for (var i = 0; i < list.length; i++) {
    var item = 'item' + list[i];
    result.push( function() {alert(item + ' ' + list[i])} );
  }
  return result;
}
function testList() {
  var fnlist = buildList([1,2,3]);
  // using j only to help prevent confusion - could use i
  for (var j = 0; j < fnlist.length; j++) {
    fnlist[j]();
  }
}

testList的執(zhí)行結(jié)果是彈出item3 undefined窗口三次，因?yàn)檫@三個(gè)函數(shù)綁定了同一個(gè)閉包，而且item的值為最后計(jì)算的結(jié)果，但是當(dāng)i跳出循環(huán)時(shí)i值為4，所以list[4]的結(jié)果為undefined.

例子4：外部函數(shù)所有局部變量都在閉包內(nèi)，即使這個(gè)變量聲明在內(nèi)部函數(shù)定義之后。

function sayAlice() {
  var sayAlert = function() { alert(alice); }
  // Local variable that ends up within closure
  var alice = 'Hello Alice';
  return sayAlert;
}
var helloAlice=sayAlice();
helloAlice();

執(zhí)行結(jié)果是彈出”Hello Alice”的窗口。即使局部變量聲明在函數(shù)sayAlert之后，局部變量仍然可以被訪問(wèn)到。

例子5：每次函數(shù)調(diào)用的時(shí)候創(chuàng)建一個(gè)新的閉包

function newClosure(someNum, someRef) {
  // Local variables that end up within closure
  var num = someNum;
  var anArray = [1,2,3];
  var ref = someRef;
  return function(x) {
    num += x;
    anArray.push(num);
    alert('num: ' + num +
    '\nanArray ' + anArray.toString() +
    '\nref.someVar ' + ref.someVar);
  }
}
closure1=newClosure(40,{someVar:'closure 1'});
closure2=newClosure(1000,{someVar:'closure 2'});
closure1(5); // num:45 anArray[1,2,3,45] ref:'someVar closure1'
closure2(-10);// num:990 anArray[1,2,3,990] ref:'someVar closure2'

閉包的應(yīng)用

Singleton 單件：

var singleton = function () {
  var privateVariable;
  function privateFunction(x) {
    ...privateVariable...
  }
  return {
    firstMethod: function (a, b) {
      ...privateVariable...
    },
    secondMethod: function (c) {
      ...privateFunction()...
    }
  };
}();

這個(gè)單件通過(guò)閉包來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)閉包完成了私有的成員和方法的封裝。匿名主函數(shù)返回一個(gè)對(duì)象。對(duì)象包含了兩個(gè)方法，方法1可以方法私有變量，方法2訪 問(wèn)內(nèi)部私有函數(shù)。需要注意的地方是匿名主函數(shù)結(jié)束的地方的'()'，如果沒(méi)有這個(gè)'()'就不能產(chǎn)生單件。因?yàn)槟涿瘮?shù)只能返回了唯一的對(duì)象，而且不能被 其他地方調(diào)用。這個(gè)就是利用閉包產(chǎn)生單件的方法。