函数第三部分，闭包及箭头函数

闭包

注：闭包在JavaScript中的应用是非常强大的，应当掌握。

一个函数返回的不是具体的值而是一个函数时，这样的称谓闭包

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。

闭包的运用

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

首先我们弄懂上面代码的运行流程：首先var results = count();之后，函数count已经被调用了，所以一次执行函数内的各段代码：var arr = [];，for (var i=1; i<=3; i++)，这个for循环尤其值得注意。因为此时循环体执行了push方法，将一个个函数function () { return i * i;}添加到数组内，但是这个函数并没有被调用，还只是一个变量，所以for循环依次执行，直到i = 4。因为闭包，内部函数function () { return i * i;}引用的i就是外部变量，for循环中的i = 4。所以，之后数组arr内的函数的i都是4。

调用函数count后，变量results已经是数组arr了。数组里面元素依次是function f1() { return i * i;} function f2() { return i * i;} function f3() { return i * i;}。但是三个函数都没有被调用，直到var f1 = results[0];，此时function f1() { return i * i;}开始执行，如上段所写，此时的i = 4，所以，返回值就是16了。后面两个调用也是类似情况

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));//这里创建了一个函数将原来都函数包起来了，并且还立即执行了里面计算的函数，这样使后来的i不会影响结果
    }
    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。举个例子：

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) {//函数返回的使inc方法
    var x = initial || 0;
    return {
        inc: function () {//方法inc
            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：

'use strict';
function make_pow(n){
  return function(x){
  return Math.pow(x,n);
  }
}//这里写一个闭包，函数make_pow返回的是函数function(x);
var pow2=make_pow(2);
var pow3=make_pow(3);//定义两个新的函数pow2，pow3.
pow2(5);//25
pow3(6);//36

箭头函数

ES6标准新增了一种新的函数：Arrow Function（箭头函数）。

为什么叫Arrow Function？因为它的定义用的就是一个箭头：

x => x * x

上面的箭头函数相当于：

function (x) {
    return x * x;
}

箭头前面是参数，后面是函数体内返回的值，可以理解为函数体。

头函数相当于匿名函数，并且简化了函数定义。箭头函数有两种格式，一种像上面的，只包含一个表达式，连{ ... }和return都省略掉了。还有一种可以包含多条语句，这时候就不能省略{ ... }和return：

x => {
    if (x > 0) {
        return x * x;
    }
    else {
        return - x * x;
    }
}

如果参数不是一个，就需要用括号()括起来：

// 两个参数:
(x, y) => x * x + y * y
 
// 无参数:
() => 3.14
 
// 可变参数:
(x, y, ...rest) => {
    var i, sum = x + y;
    for (i=0; i<rest.length; i++) {
        sum += rest[i];
    }
    return sum;
}

如果要返回一个对象，就要注意，如果是单表达式，这么写的话会报错：

// SyntaxError:
x => { foo: x }

因为和函数体的{ ... }有语法冲突，所以要改为：

// ok:
x => ({ foo: x })

this

用箭头函数就解决了在上一篇方法及高级函数中提到的this的弊端，那个例子我们在对象里的方法里不能通过this直接锁定到该对象，我们是通过that来解决的

回顾前面的例子，由于JavaScript函数对this绑定的错误处理，下面的例子无法得到预期结果：

var obj = {
    birth: 1990,
    getAge: function () {
        var b = this.birth; // 1990
        var fn = function () {
            return new Date().getFullYear() - this.birth; // this指向window或undefined
        };
        return fn();
    }
};

现在，箭头函数完全修复了this的指向，this总是指向词法作用域，也就是外层调用者obj：

var obj = {
    birth: 1990,
    getAge: function () {
        var b = this.birth; // 1990
        var fn = () => new Date().getFullYear() - this.birth; // this指向obj对象
        return fn();
    }
};
obj.getAge(); // 25

如果使用箭头函数，以前的那种hack写法：

var that = this;

就不再需要了。

由于this在箭头函数中已经按照词法作用域绑定了，所以，用call()或者apply()调用箭头函数时，无法对this进行绑定，即传入的第一个参数被忽略：

var obj = {
    birth: 1990,
    getAge: function (year) {
        var b = this.birth; // 1990
        var fn = (y) => y - this.birth; // this.birth仍是1990
        return fn.call({birth:2000}, year);
    }
};
obj.getAge(2015); // 25

练习

请使用箭头函数简化排序时传入的函数：

'use strict'
var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort((x, y) => {
    if(x>y){
    return 1;
}else if(x<y){
return -1;}
return 0;
});
console.log(arr); // [1, 2, 10, 20]
/*第二种   arr.sort((x, y) => {
    return x-y;
});
console.log(arr); // [1, 2, 10, 20]
 
 

这是排序的两种写法，一般能理解第二种的肯定选择第二种

这里的第二种 写成y-x就是从大到小排序数组。

generator

函数在执行过程中，如果没有遇到return语句（函数末尾如果没有return，就是隐含的return undefined;），控制权无法交回被调用的代码。

generator跟函数很像，定义如下：

function* foo(x) {
    yield x + 1;
    yield x + 2;
    return x + 3;
}

generator和函数不同的是，generator由function*定义（注意多出的*号），并且，除了return语句，还可以用yield返回多次。

要编写一个产生斐波那契数列的函数，可以这么写：

function fib(max) {
    var
        t,
        a = 0,
        b = 1,
        arr = [0, 1];
    while (arr.length < max) {
        [a, b] = [b, a + b];
        arr.push(b);
    }
    return arr;
}
 
// 测试:
fib(5); // [0, 1, 1, 2, 3]
fib(10); // [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]

函数只能返回一次，所以必须返回一个Array。但是，如果换成generator，就可以一次返回一个数，不断返回多次。用generator改写如下：

function* fib(max) {
    var
        t,
        a = 0,
        b = 1,
        n = 0;
    while (n < max) {
        yield a;
        [a, b] = [b, a + b];
        n ++;
    }
    return;
}

直接调用试试：

fib(5); // fib {[[GeneratorStatus]]: "suspended", [[GeneratorReceiver]]: Window}

直接调用一个generator和调用函数不一样，fib(5)仅仅是创建了一个generator对象，还没有去执行它。

调用generator对象有两个方法，一是不断地调用generator对象的next()方法：

var f = fib(5);
f.next(); // {value: 0, done: false}
f.next(); // {value: 1, done: false}
f.next(); // {value: 1, done: false}
f.next(); // {value: 2, done: false}
f.next(); // {value: 3, done: false}
f.next(); // {value: undefined, done: true}

next()方法会执行generator的代码，然后，每次遇到yield x;就返回一个对象{value: x, done: true/false}，然后“暂停”。返回的value就是yield的返回值，done表示这个generator是否已经执行结束了。如果done为true，则value就是return的返回值。

当执行到done为true时，这个generator对象就已经全部执行完毕，不要再继续调用next()了。

第二个方法是直接用for ... of循环迭代generator对象，这种方式不需要我们自己判断done：

'use strict'
 
function* fib(max) {
    var
        t,
        a = 0,
        b = 1,
        n = 0;
    while (n < max) {
        yield a;//多次返回a的值
        [a, b] = [b, a + b];
        n ++;
    }
    return;
}
for (var x of fib(10)) {
    console.log(x); // 依次输出0, 1, 1, 2, 3, ...
}