JavaScript閉包_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理
函數(shù)作為返回值
高階函數(shù)除了可以接受函數(shù)作為參數(shù)外,還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。
我們來實(shí)現(xiàn)一個(gè)對(duì)Array
的求和。通常情況下,求和的函數(shù)是這樣定義的:
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,而是在后面的代碼中,根據(jù)需要再計(jì)算怎么辦?可以不返回求和的結(jié)果,而是返回求和的函數(shù)!
function lazy_sum(arr) { var sum = function () { return arr.reduce(function (x, y) { return x + y; }); } return sum; }
當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()
時(shí),返回的并不是求和結(jié)果,而是求和函數(shù):
var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); // function sum()
調(diào)用函數(shù)f時(shí),才真正計(jì)算求和的結(jié)果:
f(); // 15
在這個(gè)例子中,我們?cè)诤瘮?shù)lazy_sum
中又定義了函數(shù)sum
,并且,內(nèi)部函數(shù)sum
可以引用外部函數(shù)lazy_sum
的參數(shù)和局部變量,當(dāng)lazy_sum
返回函數(shù)sum
時(shí),相關(guān)參數(shù)和變量都保存在返回的函數(shù)中,這種稱為“閉包(Closure)”的程序結(jié)構(gòu)擁有極大的威力。
請(qǐng)?jiān)僮⒁庖稽c(diǎn),當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()
時(shí),每次調(diào)用都會(huì)返回一個(gè)新的函數(shù),即使傳入相同的參數(shù):
var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); f1 === f2; // false
f1()
和f2()
的調(diào)用結(jié)果互不影響。
閉包
注意到返回的函數(shù)在其定義內(nèi)部引用了局部變量arr
,所以,當(dāng)一個(gè)函數(shù)返回了一個(gè)函數(shù)后,其內(nèi)部的局部變量還被新函數(shù)引用,所以,閉包用起來簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)起來可不容易。
另一個(gè)需要注意的問題是,返回的函數(shù)并沒有立刻執(zhí)行,而是直到調(diào)用了f()才執(zhí)行。我們來看一個(gè)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,每次循環(huán),都創(chuàng)建了一個(gè)新的函數(shù),然后,把創(chuàng)建的3個(gè)函數(shù)都添加到一個(gè)Array
中返回了。
你可能認(rèn)為調(diào)用f1()
,f2()
和f3()
結(jié)果應(yīng)該是1
,4
,9
,但實(shí)際結(jié)果是:
f1(); // 16 f2(); // 16 f3(); // 16
全部都是16
!原因就在于返回的函數(shù)引用了變量i
,但它并非立刻執(zhí)行。等到3個(gè)函數(shù)都返回時(shí),它們所引用的變量i已經(jīng)變成了4
,因此最終結(jié)果為16
。
返回閉包時(shí)牢記的一點(diǎn)就是:返回函數(shù)不要引用任何循環(huán)變量,或者后續(xù)會(huì)發(fā)生變化的變量。
如果一定要引用循環(huán)變量怎么辦?方法是再創(chuàng)建一個(gè)函數(shù),用該函數(shù)的參數(shù)綁定循環(huán)變量當(dāng)前的值,無論該循環(huán)變量后續(xù)如何更改,已綁定到函數(shù)參數(shù)的值不變:
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
注意這里用了一個(gè)“創(chuàng)建一個(gè)匿名函數(shù)并立刻執(zhí)行”的語(yǔ)法:
(function (x) { return x * x; })(3); // 9
理論上講,創(chuàng)建一個(gè)匿名函數(shù)并立刻執(zhí)行可以這么寫:
function (x) { return x * x } (3);
但是由于JavaScript語(yǔ)法解析的問題,會(huì)報(bào)SyntaxError錯(cuò)誤,因此需要用括號(hào)把整個(gè)函數(shù)定義括起來:
(function (x) { return x * x }) (3);
通常,一個(gè)立即執(zhí)行的匿名函數(shù)可以把函數(shù)體拆開,一般這么寫:
(function (x) { return x * x; })(3);
說了這么多,難道閉包就是為了返回一個(gè)函數(shù)然后延遲執(zhí)行嗎?
當(dāng)然不是!閉包有非常強(qiáng)大的功能。舉個(gè)栗子:
在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言里,比如Java和C++,要在對(duì)象內(nèi)部封裝一個(gè)私有變量,可以用private修飾一個(gè)成員變量。
在沒有class
機(jī)制,只有函數(shù)的語(yǔ)言里,借助閉包,同樣可以封裝一個(gè)私有變量。我們用JavaScript創(chuàng)建一個(gè)計(jì)數(shù)器:
'use strict'; function create_counter(initial) { var x = initial || 0; return { inc: function () { x += 1; return x; } } }
它用起來像這樣:
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
在返回的對(duì)象中,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)閉包,該閉包攜帶了局部變量x
,并且,從外部代碼根本無法訪問到變量x
。換句話說,閉包就是攜帶狀態(tài)的函數(shù),并且它的狀態(tài)可以完全對(duì)外隱藏起來。
閉包還可以把多參數(shù)的函數(shù)變成單參數(shù)的函數(shù)。例如,要計(jì)算xy可以用Math.pow(x, y)
函數(shù),不過考慮到經(jīng)常計(jì)算x2或x3,我們可以利用閉包創(chuàng)建新的函數(shù)pow2
和pow3
:
function make_pow(n) { return function (x) { return Math.pow(x, n); } } // 創(chuàng)建兩個(gè)新函數(shù): var pow2 = make_pow(2); var pow3 = make_pow(3); pow2(5); // 25 pow3(7); // 343
腦洞大開
很久很久以前,有個(gè)叫阿隆佐·邱奇的帥哥,發(fā)現(xiàn)只需要用函數(shù),就可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算,而不需要0、1、2、3
這些數(shù)字和+、-、*、/
這些符號(hào)。
JavaScript支持函數(shù),所以可以用JavaScript用函數(shù)來寫這些計(jì)算。來試試:
'use strict'; // 定義數(shù)字0: var zero = function (f) { return function (x) { return x; } }; // 定義數(shù)字1: var one = function (f) { return function (x) { return f(x); } }; // 定義加法: function add(n, m) { return function (f) { return function (x) { return m(f)(n(f)(x)); } } }
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