JavaScript世界的一等公民 - 函数（二）

二、JavaScript函数进阶
2.1 匿名函数和嵌套函数
在JavaScript可以声明一个没有名称的函数，称为匿名函数（Anonymouse Function）。同时JavaScript还允许在函数内部声明函数，称为嵌套函数（Nested Function），嵌套函数的作用域为整个父函数。
在前面函数声明的部分就看到了匿名函数和嵌套函数的一种用法，由于匿名函数没有名称，不会引入新的变量污染上下文环境，而且会带来新的变量作用域，因此匿名函数常被用来防止全局环境污染。
JavaScript运行时中有一个特殊的全局环境（global object），这个对象上面存放全局的函数和变量，实际开发中经常会使用若干第三方的库或多个js文件，若不小心在全局对象引入重复的变量或函数声明，则会造成代码执行混乱。例如先后引入两个js文件，分别定义了自己的函数log作为内部使用，则第二引入的函数会覆盖第一个的定义且不会抛出任何错误，在后续的执行中调用log函数可能会造成错误。这时候使用一个匿名函数将整个js内的逻辑包装起来，就可以避免这种错误，这种方法已经被绝大多数开源js库使用。

(function() { // 匿名函数
	function log(msg) {
    		console.log(msg);
	}
	// 其他代码
}()); // 立即执行

以上代码就是一个简单的示例，log函数的作用域被限制在这个匿名函数之内，而匿名函数则因为被外面一对小括号()包括起来，形成一个函数表达式，表达式的值是一个函数，紧接着一对小括号表示立即执行这个函数，让原有的代码正常执行一次。不过，这种方式声明的函数、通过var声明的变量等等都是内部的，不能被任何匿名函数以外的代码访问到。如果你需要对外暴露一些函数作为接口的话有如下几种方法：

var mylib = (function(global) {
	function log(msg) {
	  console.log(msg);
	}
	log1 = log;  // 法一：利用没有var的变量声明的默认行为，在log1成为全局变量（不推荐）
	global.log2 = log;  // 法二：直接在全局对象上添加log2属性，赋值为log函数（推荐）
	return {  // 法三：通过匿名函数返回值得到一系列接口函数集合对象，赋值给全局变量mylib（推荐）
	   log: log
	};
}(window));

2.2 高阶函数（High-order Function）
如果函数作为参数或返回值使用时，就称为高阶函数，JavaScript中的函数都可以作为高阶函数来使用，这也是第一类函数的特征。下面我们就分别分析一下这两种使用方法。

function negative(n) {
  return -n; // 取n的相反值
}
function square(n) {
  return n*n; // n的平方
}
function process(nums, callback) {
  var result = [];
  for(var i = 0, length = nums.length; i < length; i++) {
    result[i] = callback(nums[i]); // 对数组nums中的所有元素传递给callback进行处理，将返回值作为结果保存
  }
  return result;
}
var nums = [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4];
var n_neg = process(nums, negative);
// n_neg = [3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4];
var n_square = process(nums, square);
// n_square = [9, 4, 1, 0, 1, 4, 9, 16];

以上代码展示了把函数作为参数传入另一个函数process调用的示例，在process函数的实现中，把callback作为一个黑盒子看待，负责把参数传给它，然后获取返回值，在调用之前并不清楚callback的具体实现。只有当执行到20行和22行时，callback才被分别代表negative或square，分别对每个元素进行取相反值或平方值的操作。

function generator() {
  var i = 0;
  return function() {
    return i++;
  };
}
var gen1 = generator(); // 得到一个自然数生成器
var gen2 = generator(); // 得到另一个自然数生成器
var r1 = gen1(); // r1 = 0
var r2 = gen1(); // r2 = 1
var r3 = gen2(); // r3 = 0
var r4 = gen2(); // r4 = 1

上面的代码展示了把函数作为返回值的示例，generator是一个自然数生成器函数，返回值是一个自然数生成函数。每次调用generator时都会把一个匿名函数作为结果返回，这个匿名函数在被实际调用时依次返回每个自然数。在generator里的变量i在每次调用这个匿名函数时都会自增1，这其实就是一个闭包。下面我们来介绍一下闭包.
2.3 闭包（Closure）
闭包(Closure)并不是一个新鲜的概念，很多函数式语言中都使用了闭包。在JavaScript中，当你在内嵌函数中使用外部函数作用域内的变量时，就是使用了闭包。用一个常用的类比来解释闭包和类（Class）的关系：类是带函数的数据，闭包是带数据的函数。
闭包中使用的变量有一个特性，就是它们不在父函数返回时释放，而是随着闭包生命周期的结束而结束。比如像上一节中generator的例子，gen1和gen2分别使用了相互独立的变量i（在gen1的i自增1的时候，gen2的i并不受影响，反之亦然），只要gen1或gen2这两个变量没有被JavaScript引擎垃圾回收，他们各自的变量i就不会被释放。在JavaScript编程中，不知不觉就会使用到闭包，闭包的这个特性在带来易用的同时，也容易带来类似内存泄露的问题。例如：

var elem = document.getElementById('test');
elem.addEventListener('click', function() {
  alert('You clicked ' + elem.tagName);
});

这段代码的作用是点击一个结点时显示它的标签名称，它把一个匿名函数注册为一个DOM结点的click事件处理函数，函数内引用了一个DOM对象elem，就形成了闭包。这就会产生一个循环引用，即：DOM->闭包->DOM->闭包...DOM对象在闭包释放之前不会被释放；而闭包作为DOM对象的事件处理函数存在，所以在DOM对象释放前闭包不会释放，即使DOM对象在DOM tree中删除，由于这个循环引用的存在，DOM对象和闭包都不会被释放。可以用下面的方法可以避免这种内存泄露：

var elem = document.getElementById('test');
elem.addEventListener('click', function() {
  alert('You clicked ' + this.tagName); // 不再直接引用elem变量
});

上面这段代码中用this代替elem（在DOM事件处理函数中this指针指向DOM元素本身），让JS运行时不再认为这个函数中使用了父类的变量，因此不再形成闭包。
闭包还会带来很多类似的内存泄露问题，只有在写代码的时候着重注意一下闭包，尽量避免此类的问题产生。
2.4 类构造函数
JavaScript的函数同时作为类的构造函数，因此只要声明一个函数就可以使用new关键字创建类的实例。

function Person(name) {
  this.name = name;
  this.toString = function() {
    return 'Hello, ' + this.name + '!';
  };
}
var p = new Person('Ghostheaven');
alert(p); // Hello, Ghostheaven!

在以上实例中Person函数作为类的构造函数使用，此时this指向新创建的实例对象，可以为实例增加属性和方法，关于详细的面向对象的JavaScript编程可以参考这篇文章。这里我想要说的是，JavaScript函数作为类构造函数使用时的返回值问题。

function MyClass(name) {
  this.name = name;
  return name;  // 构造函数的返回值?
}
var obj1 = new MyClass('foo');
var obj2 = MyClass('foo');
var obj3 = new MyClass({});
var obj4 = MyClass({});

上面的构造函数比较特别，有返回语句，那么obj1~obj4分别指向什么对象呢？实际结果是这样的：
    obj1 = MyClass对象
    obj2 = 'foo'
    obj3 = {}
    obj4 = {}
具体原因这篇文章有解释，本文不再赘述，由于带返回值的构造函数会产生奇怪的结果，因此不要在构造函数中调用有返回值的返回语句（空return可以）。