JavaScript笔记：作用域闭包-蒲公英云

启示

闭包并不是一个需要学习新的语法或模式才能使用的工具，它也不是一件必须接受像 Luke 一样的原力训练才能使用和掌握的武器。

闭包是基于词法作用域书写代码时所产生的自然结果，你甚至不需要为了利用它们而有意识地创建闭包。闭包的创建和使用在你的代码中随处可见。

实质问题

当函数可以记住并访问所在的词法作用域时，就产生了闭包，即使函数是在当前词法作用域之外执行。

用代码解释：

function foo() {  
    var a = 2;
    function bar() {  
        console.log( a ); // 2
    }
    bar(); 
}
foo();

这是闭包吗?
技术上来讲，也许是。但根据前面的定义，确切地说并不是。最准确地用来解释 bar() 对 a 的引用的方法是词法作用域的查找规则，而这些规则只是闭包的一部分。(但却是非常重要的一部分!)

从纯学术的角度说，在上面的代码片段中，函数 bar() 具有一个涵盖 foo() 作用域的闭包 (事实上，涵盖了它能访问的所有作用域，比如全局作用域)。也可以认为 bar() 被封闭在了 foo() 的作用域中。为什么呢?原因简单明了，因为 bar() 嵌套在 foo() 内部。

下面我们来看一段代码，清晰地展示了闭包:

function foo() {  
    var a = 2;
    function bar() {  
        console.log( a );
    }
    return bar; 
}
var baz = foo();
baz(); // 2 —— 朋友，这就是闭包的效果。

函数 bar() 的词法作用域能够访问 foo() 的内部作用域。然后我们将 bar() 函数本身当作一个值类型进行传递。在这个例子中，我们将 bar 所引用的函数对象本身当作返回值。

函数在定义时的词法作用域以外的地方被调用。闭包使得函数可以继续访问定义时的词法作用域。

当然，无论使用何种方式对函数类型的值进行传递，当函数在别处被调用时都可以观察到闭包。

function foo() {  
    var a = 2;
    function baz() {  
        console.log( a ); // 2
    }
    bar( baz ); 
}
function bar(fn) { 
    fn();// 闭包
}
var fn;
function foo() { 
    var a = 2;
    function baz() {  
        console.log( a );
    }
    fn = baz; //将baz分配给全局变量 
}
function bar() { 
    fn(); // 妈妈快看呀，这就是闭包!
}
foo();
bar(); // 2

本质上，无论何时何地，如果将函数(访问它们各自的词法作用域)当作第一级的值类型并到处传递，你就会看到闭包在这些函数中的应用。

在定时器、事件监听器、 Ajax请求、跨窗口通信、Web Workers或者任何其他的异步(或者同步)任务中，只要使用了回调函数，实际上就是在使用闭包!

循环和闭包

要说明闭包，for 循环是最常见的例子。

for (var i=1; i<=5; i++) { setTimeout( function timer() { console.log( i ); }, i*1000 );
}

正常情况下，我们对这段代码行为的预期是分别输出数字 1~5，每秒一次，每次一个。
但实际上，这段代码在运行时会以每秒一次的频率输出五次 6。

如下代码才能正常工作：

for (var i=1; i<=5; i++) { 
    (function(j) { 
        setTimeout( function timer() {  
            console.log( j );
        }, j*1000 );
    })( i );
}

重返块作用域

同样可以正常运行的代码：

for (let i=1; i<=5; i++) { setTimeout( function timer() { console.log( i ); }, i*1000 );
}

模块

function foo() { 
    var something = "cool"; 
    var another = [1, 2, 3];
    function doSomething() {  
        console.log( something );
    }
    function doAnother() { 
        console.log( another.join( " ! " ) );
    } 
}

正如在这段代码中所看到的，这里并没有明显的闭包，只有两个私有数据变量 something 和 another，以及 doSomething() 和 doAnother() 两个内部函数，它们的词法作用域(而这就是闭包)也就是 foo() 的内部作用域。

接下来考虑以下代码:

function CoolModule() { 
    var something = "cool";
    var another = [1, 2, 3];
    function doSomething() {  
        console.log( something );
    }
    function doAnother() { 
        console.log( another.join( " ! " ) );
    }
    return {
        doSomething: doSomething, doAnother: doAnother
    }; 
}
var foo = CoolModule(); foo.doSomething(); // cool
foo.doAnother(); // 1 ! 2 ! 3

这个模式在 JavaScript 中被称为模块。最常见的实现模块模式的方法通常被称为模块暴露，这里展示的是其变体。

doSomething() 和 doAnother() 函数具有涵盖模块实例内部作用域的闭包(通过调用 CoolModule() 实现)。当通过返回一个含有属性引用的对象的方式来将函数传递到词法作用域外部时，我们已经创造了可以观察和实践闭包的条件。

当只需要一个实例时，可以对这个模式进行简单的改进来实现单例模式:

var foo = (function CoolModule() {  
    var something = "cool";
    var another = [1, 2, 3];
    function doSomething() {  
        console.log( something );
    }
    function doAnother() { 
        console.log( another.join( " ! " ) );
    }
    return {
        doSomething: doSomething, doAnother: doAnother
    }; 
})();
foo.doSomething(); // cool
foo.doAnother(); // 1 ! 2 ! 3

模块也是普通的函数，因此可以接受参数:

function CoolModule(id) {  
    function identify() { 
        console.log( id );
    }
    return {
        identify: identify
    }; 
}
var foo1 = CoolModule( "foo 1" ); 
var foo2 = CoolModule( "foo 2" );
foo1.identify(); // "foo 1"
foo2.identify(); // "foo 2"

模块模式另一个简单但强大的变化用法是，命名将要作为公共 API 返回的对象。

通过在模块实例的内部保留对公共 API 对象的内部引用，可以从内部对模块实例进行修改，包括添加或删除方法和属性，以及修改它们的值。

现代的模块机制

大多数模块依赖加载器 / 管理器本质上都是将这种模块定义封装进一个友好的 API。

var MyModules = (function Manager() { 
    var modules = {};
    function define(name, deps, impl) { 
        for (var i=0; i<deps.length; i++) {
            deps[i] = modules[deps[i]];
        }
        modules[name] = impl.apply( impl, deps );
    }
    function get(name) {  
        return modules[name];
    }
    return {
        define: define,
        get: get 
    };
})();

这段代码的核心是modules[name] = impl.apply(impl, deps)。为了模块的定义引入了包装函数(可以传入任何依赖)，并且将返回值，也就是模块的 API，储存在一个根据名字来管理的模块列表中。

下面展示了如何使用它来定义模块:

MyModules.define( "bar", [], function() {  
    function hello(who) { 
        return "Let me introduce: " + who; 
    }
    return {
        hello: hello
    }; 
});
MyModules.define( "foo", ["bar"], function(bar) { 
    var hungry = "hippo";
    function awesome() { 
        console.log( bar.hello( hungry ).toUpperCase() );
    }
    return {
        awesome: awesome
    }; 
});
var bar = MyModules.get( "bar" );
var foo = MyModules.get( "foo" );
console.log(bar.hello( "hippo" )); // Let me introduce: hippo 
foo.awesome(); // LET ME INTRODUCE: HIPPO

“foo” 和 “bar” 模块都是通过一个返回公共 API 的函数来定义的。”foo” 甚至接受 “bar” 的示例作为依赖参数，并能相应地使用它。

未来的模块机制

ES6 中为模块增加了一级语法支持。但通过模块系统进行加载时，ES6 会将文件当作独立的模块来处理。每个模块都可以导入其他模块或特定的 API 成员，同样也可以导出自己的 API 成员。

ES6 的模块没有“行内”格式，必须被定义在独立的文件中(一个文件一个模块)。浏览器或引擎有一个默认的“模块加载器”(可以被重载，但这远超出了我们的讨论范围)可以在导入模块时异步地加载模块文件。

//bar.js
function hello(who) { 
    return "Let me introduce: " + who;
}
export hello; 
//foo.js
//仅从 "bar" 模块导入 hello() 
import hello from "bar";
var hungry = "hippo";
function awesome() {  
    console.log(hello( hungry ).toUpperCase());
}
export awesome;
//baz.js
//导入完整的 "foo" 和 "bar" 模块
module foo from "foo";
module bar from "bar";
console.log(bar.hello( "rhino" )); // Let me introduce: rhino
foo.awesome(); // LET ME INTRODUCE: HIPPO

import 可以将一个模块中的一个或多个 API 导入到当前作用域中，并分别绑定在一个变量上(在我们的例子里是 hello)。module 会将整个模块的 API 导入并绑定到一个变量上(在我们的例子里是 foo 和 bar)。export 会将当前模块的一个标识符(变量、函数)导出为公共 API。这些操作可以在模块定义中根据需要使用任意多次。

模块文件中的内容会被当作好像包含在作用域闭包中一样来处理，就和前面介绍的函数闭包模块一样。