JavaScript闭包

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  • 发布时间: 5个月前
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函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个对 Array 的求和。

通常情况下,求和的函数是这样定义的:

function sum(arr) {
    return arr.reduce(function (x, y) {
        return x + y;
    });
}

sum([1, 2, 3, 4, 5]); // 15

但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?

可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数!

function lazy_sum(arr) {
    var sum = function () {
        return arr.reduce(function (x, y) {
            return x + y;
        });
    }
    return sum;
}

当我们调用 lazy_sum() 时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:

var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); // function sum()

调用函数 时,才真正计算求和的结果:

f(); // 15

在这个例子中,我们在函数 lazy_sum 中又定义了函数 sum,并且,内部函数 sum 可以引用外部函数 lazy_sum 的参数和局部变量,当lazy_sum 返回函数 sum 时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为 “闭包(Closure)” 的程序结构拥有极大的威力。

请再注意一点,当我们调用 lazy_sum() 时,每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数:

var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);
var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);
f1 === f2; // false

f1() 和 f2() 的调用结果互不影响。

 

闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量 arr,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用,所以,闭包用起来简单,实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题是,返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了 f() 才执行。

我们来看一个例子:

function count() {
    var arr = [];
    for (var i=1; i<=3; i++) {
        arr.push(function () {
            return i * i;
        });
    }
    return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];

在上面的例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的 3 个函数都添加到一个 Array 中返回了。

你可能认为调用 f1()f2()f3()结果应该是149,但实际结果是:

f1(); // 16
f2(); // 16
f3(); // 16

全部都是16

原因就在于返回的函数引用了变量i,但它并非立刻执行。等到 3 个函数都返回时,它们所引用的变量 已经变成了 4,因此最终结果为 16

返回闭包时牢记的一点就是:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量

如果一定要引用循环变量怎么办?

方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:

function count() {
    var arr = [];
    for (var i=1; i<=3; i++) {
        arr.push((function (n) {
            return function () {
                return n * n;
            }
        })(i));
    }
    return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];

f1(); // 1
f2(); // 4
f3(); // 9

注意这里用了一个“创建一个匿名函数并立刻执行”的语法:

(function (x) {
    return x * x;
})(3); // 9

理论上讲,创建一个匿名函数并立刻执行可以这么写:

function (x) { return x * x } (3);

但是由于 JavaScript 语法解析的问题,会报 SyntaxError 错误,因此需要用括号把整个函数定义括起来:

(function (x) { return x * x }) (3);

通常,一个立即执行的匿名函数可以把函数体拆开,一般这么写:

(function (x) {
    return x * x;
})(3);

说了这么多,难道闭包就是为了返回一个函数然后延迟执行吗?

当然不是!闭包有非常强大的功能。

举个栗子:

在面向对象的程序设计语言里,比如 Java 和 C++,要在对象内部封装一个私有变量,可以用 private 修饰一个成员变量。

在没有 class 机制,只有函数的语言里,借助闭包,同样可以封装一个私有变量。

我们用 JavaScript 创建一个计数器:

'use strict';

function create_counter(initial) {
    var x = initial || 0;
    return {
        inc: function () {
            x += 1;
            return x;
        }
    }
}

它用起来像这样:

var c1 = create_counter();
c1.inc(); // 1
c1.inc(); // 2
c1.inc(); // 3

var c2 = create_counter(10);
c2.inc(); // 11
c2.inc(); // 12
c2.inc(); // 13

在返回的对象中,实现了一个闭包,该闭包携带了局部变量 x,并且,从外部代码根本无法访问到变量 x。换句话说,闭包就是携带状态的函数,并且它的状态可以完全对外隐藏起来。

闭包还可以把多参数的函数变成单参数的函数。例如,要计算 xy 可以用 Math.pow(x, y) 函数,不过考虑到经常计算 x2 或 x3,我们可以利用闭包创建新的函数 pow2 和 pow3

function make_pow(n) {
    return function (x) {
        return Math.pow(x, n);
    }
}

// 创建两个新函数:
var pow2 = make_pow(2);
var pow3 = make_pow(3);

console.log(pow2(5)); // 25
console.log(pow3(7)); // 343

 

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