JavaScript 指南 - 闭包闭包

闭包通常被视作 JavaScript 的高级特性，但是，理解闭包对于掌握这门语言至关重要。

考虑如下的函数：

函数 <code>init()</code> 创建了一个局部变量 <code>name</code>，然后定义了名为 <code>displayName()</code> 的函数。 <code>displayName()</code> 是一个内部函数（inner function） — 定义于<code>init()</code> 之内且仅在该函数体内可用。<code>displayName()</code> 没有任何自己的局部变量，而是重用了声明在外围函数中的 <code>name</code> 变量。

这种方式没有什么问题 — 可以试试运行这段代码看看会发生什么。这就是所谓 函数作用域（functional scoping） 的一个例子：在 JavaScript 中, 变量的作用域是由它在源代码中所处的位置定义的，且嵌套的函数可以访问在其外层作用域中声明的变量。

现在来考虑如下的例子：

运行这段代码的效果和之前的 <code>init()</code> 示例完全一样：字符串 "Mozilla" 将被显示在一个 JavaScript 警告框中。其中的不同 — 也是有意思的地方 — 在于<code>displayName()</code> 内部函数在执行前被从其外围函数中返回了。

这段代码看起来别扭却能正常运行。通常，函数中的局部变量仅在函数的执行期间可用。一旦 <code>makeFunc()</code> 执行过后，我们会很合理的认为 name 变量将不再可用。不过，既然代码运行的没问题，显然不是我们想象的那样。

这个谜题的答案是 <code>myFunc</code> 变成一个 闭包 了。 闭包是一种特殊的对象。它由两部分构成：函数，以及创建该函数的环境。环境由闭包创建时在作用域中的任何局部变量组成。在我们的例子中，<code>myFunc</code> 是一个闭包，由 <code>displayName</code> 函数和闭包创建时存在的 "Mozilla" 字符串形成。

下面是一个更有意思的示例 — <code>makeAdder</code> 函数：

在这个示例中，我们定义了 <code>makeAdder(x)</code> 函数：带有一个参数 <code>x</code> 并返回一个新的函数。返回的函数带有一个参数 <code>y</code>，并返回 <code>x</code> 和 <code>y</code> 的和。

从本质上讲，<code>makeAdder</code> 是一个函数工厂 — 创建将指定的值和它的参数求和的函数，在上面的示例中，我们使用函数工厂创建了两个新函数 — 一个将其参数和 5 求和，另一个和 10 求和。

<code>add5</code> 和 <code>add10</code> 都是闭包。它们共享相同的函数定义，但是保存了不同的环境。在 <code>add5</code> 的环境中，<code>x</code> 为 5。而在 <code>add10</code> 中，<code>x</code> 则为 10。

理论就是这些了 — 可是闭包确实有用吗？让我们看看闭包的实践意义。闭包允许将函数与其所操作的某些数据（环境）关连起来。这显然类似于面向对象编程。在面对象编程中，对象允许我们将某些数据（对象的属性）与一个或者多个方法相关联。

因而，一般说来，可以使用只有一个方法的对象的地方，都可以使用闭包。

在 Web 中，您可能想这样做的情形非常普遍。大部分我们所写的 Web JavaScript 代码都是事件驱动的 — 定义某种行为，然后将其添加到用户触发的事件之上（比如点击或者按键）。我们的代码通常添加为回调：响应事件而执行的函数。

以下是一个实际的示例：假设我们想在页面上添加一些可以调整字号的按钮。一种方法是以像素为单位指定 <code>body</code> 元素的 <code>font-size</code>，然后通过相对的 em 单位设置页面中其它元素（例如页眉）的字号：

我们的交互式的文本尺寸按钮可以修改 <code>body</code> 元素的 <code>font-size</code> 属性，而由于我们使用相对的单位，页面中的其它元素也会相应地调整。

以下是 JavaScript：

<code>size12</code>，<code>size14</code> 和 <code>size16</code> 为将 <code>body</code> 文本相应地调整为 12，14，16 像素的函数。我们可以将它们分别添加到按钮上（这里是链接）。如下所示：

<a target="_blank" href="http://jsfiddle.net/vnkuZ">在JSFIDDLE中查看</a>

诸如 Java 在内的一些语言支持将方法声明为私有的，既它们只能被同一个类中的其它方法所调用。

对此，JavaScript 并不提供原生的支持，但是可以使用闭包模拟私有方法。私有方法不仅仅有利于限制对代码的访问：还提供了管理全局命名空间的强大能力，避免非核心的方法弄乱了代码的公共接口部分。

这里有好多细节。在以往的示例中，每个闭包都有它自己的环境；而这次我们只创建了一个环境，为三个函数所共享：<code>Counter.increment，</code><code>Counter.decrement</code> 和 <code>Counter.value</code>。

该共享环境创建于一个匿名函数体内，该函数一经定义立刻执行。环境中包含两个私有项：名为 <code>privateCounter</code> 的变量和名为 <code>changeBy</code> 的函数。 这两项都无法在匿名函数外部直接访问。必须通过匿名包装器返回的三个公共函数访问。

这三个公共函数是共享同一个环境的闭包。多亏 JavaScript 的词法范围的作用域，它们都可以访问 <code>privateCounter</code> 变量和 <code>changeBy</code> 函数。

您应该注意到了，我们定义了一个匿名函数用于创建计数器，然后直接调用该函数，并将返回值赋给 <code>Counter</code> 变量。也可以将这个函数保存到另一个变量中，以便创建多个计数器。

请注意两个计数器是如何维护它们各自的独立性的。每次调用 <code>makeCounter()</code> 函数期间，其环境是不同的。每次调用中， <code>privateCounter 中含有不同的实例。</code>

这种形式的闭包提供了许多通常由面向对象编程U所享有的益处，尤其是数据隐藏和封装。

<a target="_blank" href="http://jsfiddle.net/v7gjv">在JSFIDDLE中查看</a>

数组 <code>helpText</code> 中定义了三个有用的提示信息，每一个都关联于对应的文档中的输入域的 ID。通过循环这三项定义，依次为每一个输入域添加了一个<code>onfocus</code> 事件处理函数，以便显示帮助信息。

运行这段代码后，您会发现它没有达到想要的效果。无论焦点在哪个输入域上，显示的都是关于年龄的消息。

该问题的原因在于赋给 <code>onfocus</code> 的函数是闭包；它们由函数定义和记录自 <code>setupHelp</code> 函数作用域的环境构成。一共创建了三个闭包，但是它们都共享同一个环境。在 <code>onfocus</code> 的回调被执行时，循环早已经完成，且此时 <code>item</code> 变量（由所有三个闭包所共享）已经指向了 <code>helpText</code> 列表中的最后一项。

解决这个问题的一种方案是使用更多的闭包：特别是使用前文所述的函数工厂。

<a target="_blank" href="http://jsfiddle.net/v7gjv/1">在JSFIDDLE中查看</a>

这段代码可以如我们所期望的那样工作。所有的回调不再共享同一个环境， <code>makeHelpCallback</code> 函数为每一个回调创建一个新的环境。在这些环境中，<code>help</code> 指向 <code>helpText</code> 数组中对应的字符串。

如果不是因为某些特殊任务而需要闭包，在没有必要的情况下，在其它函数中创建函数是不明智的，因为闭包对脚本性能具有负面影响，包括处理速度和内存消耗。

例如，在创建新的对象或者类时，方法通常应该关联于对象的原型，而不是定义到对象的构造器中。原因是这将导致每次构造器被调用，方法都会被重新赋值一次（也就是说，为每一个对象的创建）。

考虑以下虽然不切实际但却说明问题的示例：

上面的代码并未利用到闭包的益处，因此，应该修改为如下常规形式：

或者改成：

标签： 

<a target="_blank" href="https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/tag/%E9%97%AD%E5%8C%85">闭包</a>

<a target="_blank" href="https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/tag/%E5%87%BD%E6%95%B0">函数</a>

<a target="_blank" href="https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/tag/JavaScript">JavaScript</a>