[JavaScript 笔记] 神奇的闭包

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Apr 19, 2022
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[JavaScript 笔记]神奇的闭包
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什么是闭包(Closure)

闭包（Closure）是 Javascript 中一个特别重要的概念，是 JavaScript 有别于很多其他语言的一个神奇特性：对于一个定义好的函数，不论你在哪里调用它，它始终保持着对定义时的上下文的引用。
看一个例子：
function foo() {
	var a = 2;
	function bar() {
		console.log( a );
	}
	return bar;
}

var baz = foo();
baz(); // 2
示例中，baz 函数不论在哪里被调用，执行结果打印的都是 foo 函数中声明的那个变量 a 。你会不会有这个疑问：变量 a 是函数 foo 的一个本地变量，当 foo 执行完成时，a 是不是应该被销毁？
一般情况下，确实是这样的（其他语言也一样，C, Java 都是）。在 JavaScript 中，如果没有形成闭包的话，函数本地变量确实会被销毁，不过示例中变量 a 属于闭包，所以它并不会被销毁。
回到主题，什么是闭包？ MDN 对闭包这样定义：一个函数和对其周围状态（lexical environment，词法环境）的引用捆绑在一起（或者说函数被引用包围），这样的组合就是闭包（closure）。
💡
关于周围状态（词法环境），词法环境是从编译器角度来讲的，对于程序员，可以理解为程序执行上下文，也就是作用域链。

闭包与作用域

再来看个有趣的问题，我们稍微改动一下代码，也就是在上节示例的基础上，定义了另一个本地变量 b ，问题是：b 是否在闭包中？
function foo() {
	var a = 2;
  var b = 1; // 定义了另一个本地变量
	function bar() {
		console.log( a );
	}
	return bar;
}

var baz = foo();
baz(); // 2
我们看看 Chrome 中的 debug 执行情况：
 
notion image
 
我们在 debug 环境下可以看到：b 是不在闭包中的。我们还看到，当前函数执行时会有一个上下文叫 作用域（Scope） ，并且其中包括：Local(本地), Closure(闭包), Global(全局) 三类作用域。
看看 ECMAScript 规范对 Scope 的定义：
 
notion image
 
在 Table 9 — Internal Properties Only Defined for Some Objects 中，我们可以看到 [[Scope]] 的Value Type Domain 一列的值是 Lexical Environment ，这说明 [[Scope]] 就是一种词法环境，也就是函数执行上下文，作用域链。
《你不知道的 Javascript》上卷中第五章，把 闭包 描述为 作用域闭包 ，我觉得这是更为准确的描述，更接近本质。

闭包与函数

再回去看看闭包的定义：“一个函数和对其周围状态（lexical environment，词法环境）...”，本文先讨论了词法环境（作用域），因为我觉得要理解 闭包，先要理解 作用域，前面也说过，叫 作用域闭包 更能准确描述闭包的本质。
那 闭包 和 函数 是什么关系，我认为 函数 是 闭包 形成的基本环境，这是其一。
而且，这个函数不是全局函数，因为全局函数的词法环境是 Global ，而不是 Closure ，那么可以这么说：这个函数是一个嵌套定义的函数，这是其二。
其三，我们可以从上节示例中看出，只有引用了外部函数中定义的变量才会出现在 闭包 中，也就是说：这个嵌套函数还必须引用外部函数中定义的变量。
另外，闭包 的神奇和强大还在于：Javascript 中函数是一等公民，可以作为参数、返回值、变量、对象属性值等，也就是 闭包 可以保存和传递。
看一个场景案例（引用自 MDN）：
var makeCounter = function() {
  var privateCounter = 0;
  function changeBy(val) {
    privateCounter += val;
  }
  return {
    increment: function() {
      changeBy(1);
    },
    decrement: function() {
      changeBy(-1);
    },
    value: function() {
      return privateCounter;
    }
  }
};

var Counter1 = makeCounter();
var Counter2 = makeCounter();
console.log(Counter1.value()); /* logs 0 */
Counter1.increment();
Counter1.increment();
console.log(Counter1.value()); /* logs 2 */
Counter1.decrement();
console.log(Counter1.value()); /* logs 1 */
console.log(Counter2.value()); /* logs 0 */
以这种方式使用闭包，提供了许多与面向对象编程相关的好处 —— 特别是数据隐藏和封装。

总结

最后，我们可以这样总结：闭包 是一个绑定了外部作用域的嵌套函数。
闭包产生的两个必要条件：
  1. 嵌套定义函数；
  1. 嵌套函数必须引用外部函数中定义的变量；
 

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