javascript基础知识(26) 闭包
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f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()和f3()结果应该是1，4，9，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i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？
内部函数
让我们从一些基础的知识谈起,首先了解一下内部函数。内部函数就是定义在另一个函数中的函数。
function outerFn () { functioninnerFn () {} }
innerFn就是一个被包在outerFn作用域中的内部函数。这意味着，在outerFn内部调用innerFn是有效的，而在outerFn外部调用innerFn则是无效的。下面代码会导致一个JavaScript错误：
function outerFn() { document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { document.write("Inner function<br/>"); } } innerFn();//在outerFn外部调用innerFn则是无效的。
不过在outerFn内部调用innerFn，则可以成功运行：
function outerFn() { document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { document.write("Inner function<br/>"); } innerFn(); } outerFn();
内部函数的逃脱
JavaScript允许开发人员像传递任何类型的数据一样传递函数，也就是说，JavaScript中的内部函数能够逃脱定义他们的外部函数。
逃脱的方式有很多种，例如可以将内部函数指定给一个全局变量：
var globalVar; function outerFn() { document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { document.write("Inner function<br/>"); } globalVar = innerFn; } outerFn(); globalVar();
调用outerFn时会修改全局变量globalVar，这时候它的引用变为innerFn，此后调用globalVar和调用innerFn一样。这时在outerFn外部直接调用innerFn仍然会导致错误，这是因为内部函数虽然通过把引用保存在全局变量中实现了逃脱，但这个函数的名字依然只存在于outerFn的作用域中。
也可以通过在父函数的返回值来获得内部函数引用
function outerFn() { document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { document.write("Inner function<br/>"); } return innerFn; } var fnRef = outerFn(); fnRef();
这里并没有在outerFn内部修改全局变量，而是从outerFn中返回了一个对innerFn的引用。通过调用outerFn能够获得这个引用，而且这个引用可以可以保存在变量中。
创建闭包的常见方式就是在一个函数内部创建另一个函数，就是我们上面说的内部函数。
变量的作用域
内部函数也可以有自己的变量，这些变量都被限制在内部函数的作用域中：
function outerFn() { document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { //内部函数 var innerVar = 0; //内部函数声明一个变量 innerVar++; //+1 document.write("Inner function\t");//输出加空格 document.write("innerVar = "+innerVar+"<br/>"); } return innerFn; //outerFn函数返回内部函数 } var fnRef = outerFn(); //调用函数并把返回值给fnRef fnRef也就等于内部函数了 fnRef(); //运行内部函数 fnRef(); var fnRef2 = outerFn(); fnRef2(); fnRef2();
Outer function Inner function innerVar = 1 Inner function innerVar = 1 Outer function Inner function innerVar = 1 Inner function innerVar = 1
内部函数也可以像其他函数一样引用全局变量：
var globalVar = 0; function outerFn() { document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { globalVar++; document.write("Inner function\t"); document.write("globalVar = " + globalVar + "<br/>"); } return innerFn; } var fnRef = outerFn(); fnRef(); fnRef(); var fnRef2 = outerFn(); fnRef2(); fnRef2();
现在每次调用内部函数都会持续地递增这个全局变量的值：
Outer function Inner function globalVar = 1 Inner function globalVar = 2 Outer function Inner function globalVar = 3 Inner function globalVar = 4
但是如果这个变量是父函数的局部变量又会怎样呢？因为内部函数会引用到父函数的作用域（有兴趣可以了解一下作用域链和活动对象的知识），内部函数也可以引用到这些变量
function outerFn() { var outerVar = 0; document.write("Outer function<br/>"); function innerFn() { outerVar++; document.write("Inner function\t"); document.write("outerVar = " + outerVar + "<br/>"); } return innerFn; } var fnRef = outerFn(); fnRef(); fnRef(); var fnRef2 = outerFn(); fnRef2(); fnRef2();
这一次结果非常有意思，也许或出乎我们的意料
Outer function Inner function outerVar = 1 Inner function outerVar = 2 Outer function Inner function outerVar = 1 Inner function outerVar = 2
我们看到的是前面两种情况合成的效果，通过每个引用调用innerFn都会独立的递增outerVar。也就是说第二次调用outerFn没有继续沿用outerVar的值，而是在第二次函数调用的作用域创建并绑定了一个一个新的outerVar实例，两个计数器完全无关。
当内部函数在定义它的作用域的外部被引用时，就创建了该内部函数的一个闭包。这种情况下我们称既不是内部函数局部变量，也不是其参数的变量为自由变量，称外部函数的调用环境为封闭闭包的环境。从本质上讲，如果内部函数引用了位于外部函数中的变量，相当于授权该变量能够被延迟使用。因此，当外部函数调用完成后，这些变量的内存不会被释放（最后的值会保存），闭包仍然需要使用它们。
闭包之间的交互
当存在多个内部函数时，很可能出现意料之外的闭包。我们定义一个递增函数，这个函数的增量为2
function outerFn() { var outerVar = 0; document.write("Outer function<br/>"); function innerFn1() { outerVar++; document.write("Inner function 1\t"); document.write("outerVar = " + outerVar + "<br/>"); } function innerFn2() { outerVar += 2; document.write("Inner function 2\t"); document.write("outerVar = " + outerVar + "<br/>"); } return { "fn1": innerFn1, "fn2": innerFn2 }; } var fnRef = outerFn(); fnRef.fn1(); fnRef.fn2(); fnRef.fn1(); var fnRef2 = outerFn(); fnRef2.fn1(); fnRef2.fn2(); fnRef2.fn1();
我们映射返回两个内部函数的引用，可以通过返回的引用调用任一个内部函数，结果：
Outer function Inner function 1 outerVar = 1 Inner function 2 outerVar = 3 Inner function 1 outerVar = 4 Outer function Inner function 1 outerVar = 1 Inner function 2 outerVar = 3 Inner function 1 outerVar = 4
innerFn1和innerFn2引用了同一个局部变量，因此他们共享一个封闭环境。当innerFn1为outerVar递增一时，久违innerFn2设置了outerVar的新的起点值，反之亦然。我们也看到对outerFn的后续调用还会创建这些闭包的新实例，同时也会创建新的封闭环境，本质上是创建了一个新对象，自由变量就是这个对象的实例变量，而闭包就是这个对象的实例方法，而且这些变量也是私有的，因为不能在封装它们的作用域外部直接引用这些变量，从而确保了了面向对象数据的专有性。
闭包的功能
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：
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
脑洞大开
很久很久以前，有个叫阿隆佐·邱奇的帅哥，发现只需要用函数，就可以用计算机实现运算，而不需要0、1、2、3这些数字和+、-、*、/这些符号。
JavaScript支持函数，所以可以用JavaScript用函数来写这些计算。来试试：
'use strict'; // 定义数字0: var zero = function (f) { return function (x) { return x; } }; // 定义数字1: var one = function (f) { return function (x) { return f(x); } }; // 定义加法: function add(n, m) { return function (f) { return function (x) { return m(f)(n(f)(x)); } } } // 计算数字2 = 1 + 1: var two = add(one, one); // 计算数字3 = 1 + 2: var three = add(one, two); // 计算数字5 = 2 + 3: var five = add(two, three); // 你说它是3就是3，你说它是5就是5，你怎么证明？ // 呵呵，看这里: // 给3传一个函数,会打印3次: (three(function () { console.log('print 3 times'); }))(); // 给5传一个函数,会打印5次: (five(function () { console.log('print 5 times'); }))();
