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解密JavaScript闭包

译者按: 从最简单的计数器开始,按照需求对代码一步步优化,我们可以领会闭包的神奇之处。

原文: Closures are not magic

译者: Fundebug

为了保证可读性,本文采用意译而非直译。另外,本文版权归原作者所有,翻译仅用于学习。

对于JavaScript新手来说,闭包(Closures)是一个很神奇的东西。这篇博客将通过一个非常浅显的代码示例来解释闭包

计数器

我们的目标是实现一个计数器,它的效果如下:

increment(); // Number of events: 1
increment(); // Number of events: 2
increment(); // Number of events: 3

可知,每次执行increment()都会输出“Number of events: N”,且N每次都会加1

这个计数器最直观的实现方式如下:

var counter = 0;
function increment()
{
counter = counter + 1;
console.log("Number of events: " + counter);
}

多个计数器

以上的代码非常简单。但是,当我们需要第二个计数器时,就会遇到问题了。当然,我们可以实现两个重复的计数器:

var counter1 = 0;
function incrementCounter1()
{
counter1 = counter1 + 1;
console.log("Number of events: " + counter1);
}
var counter2 = 0;
function incrementCounter2()
{
counter2 = counter2 + 1;
console.log("Number of events: " + counter2);
}
incrementCounter1(); // Number of events: 1
incrementCounter2(); // Number of events: 1
incrementCounter1(); // Number of events: 2

显然,以上的代码非常冗余,有待优化。当我们需要更多计数器时,使用这种方法将不太现实。这时,就需要神奇的闭包了。

使用闭包实现计数器

需要多个计数器,同时希望去除冗余代码的话,就可以使用闭包了:

function createCounter()
{
var counter = 0;
function increment()
{
counter = counter + 1;
console.log("Number of events: " + counter);
}
return increment;
}
var counter1 = createCounter();
var counter2 = createCounter();
counter1(); // Number of events: 1
counter1(); // Number of events: 2
counter2(); // Number of events: 1
counter1(); // Number of events: 3

在代码中,我们创建了两个独立的计数器counter1counter2,分别进行计数,互不干挠。代码看着有点奇怪,我们不妨拆分起来分析。

首先,我们来看看createCounter

  • 创建了一个局部变量counter
  • 创建了一个局部函数increment(),它可以对counter变量进行加1操作。
  • 将局部函数increment()返回。注意,返回的是函数本身,而不是函数调用的结果。

看起来,createCounter()函数与我们最初定义的计数器非常相似。唯一的不同点在于:createCounter()将计数器封装在一个函数内,于是我们将它称作闭包

难以理解的一点在于,当我们使用createCounter()函数创建计数器时,实际上创建了一个新的函数:

// fancyNewCounter是一个新创建的函数
var fancyNewCounter = createCounter();

闭包的神奇之处在于。每次使用createCounter()函数创建计数器increment时,都会创建一个对应的counter变量。并且,返回的increment函数会始终记住counter变量

更重要的是,这个counter变量是相互独立的。比如,当我们创建2个计数器时,每个计数器都会创建一个新的counter变量:

// 每个计数器都会从1开始计数
var counter1 = createCounter();
counter1(); // Number of events: 1
counter1(); // Number of events: 2
// 第1个计数器不会影响第2个计数器
var counter2 = createCounter();
counter2(); // Number of events: 1
// 第2个计数器不会影响第1个计数器
counter1(); // Number of events: 3

为计数器命名

多个计数器的输出信息都是“Number of events: N”,这样容易混淆。如果可以为每个计数器命名,则更加方便:

var catCounter = createCounter("cats");
var dogCounter = createCounter("dogs");
catCounter(); // Number of cats: 1
catCounter(); // Number of cats: 2
dogCounter(); // Number of dogs: 1

通过给createCounter传递一个新的counterName参数,可以很容易地做到这一点:

function createCounter(counterName)
{
var counter = 0;
function increment()
{
counter = counter + 1;
console.log("Number of " + counterName + ": " + counter);
}
return increment;
}

这样,createCounter()函数返回的计数器将同时记住两个局部变量:counterNamecounter

优化计数器调用方式

按照之前的实现方式,我们通过调用createCounter()函数可以返回一个计数器,直接调用返回的计数器就可以加1,这样做并不直观。如果可以如下调用将更好:

var dogCounter = createCounter("dogs");
dogCounter.increment(); // Number of dogs: 1

实现代码:

function createCounter(counterName)
{
var counter = 0;
function increment()
{
counter = counter + 1;
console.log("Number of " + counterName + ": " + counter);
};
return { increment : increment };
}

可知,以上的代码返回了一个对象,这个对象包含了一个increment方法。

添加decrement方法

现在,我们可以给计数器添加一个decrement()方法

function createCounter(counterName)
{
var counter = 0;
function increment()
{
counter = counter + 1;
console.log("Number of " + counterName + ": " + counter);
};
function decrement()
{
counter = counter - 1;
console.log("Number of " + counterName + ": " + counter);
};
return {
increment : increment,
decrement : decrement
};
}
var dogsCounter = createCounter("dogs");
dogsCounter.increment(); // Number of dogs: 1
dogsCounter.increment(); // Number of dogs: 2
dogsCounter.decrement(); // Number of dogs: 1

添加私有方法

前面的代码有两行重复的代码,即console.log语句。因此,我们可以创建一个display()方法用于打印counter的值:

function createCounter(counterName)
{
var counter = 0;
function display()
{
console.log("Number of " + counterName + ": " + counter);
}
function increment()
{
counter = counter + 1;
display();
};
function decrement()
{
counter = counter - 1;
display();
};
return {
increment : increment,
decrement : decrement
};
}
var dogsCounter = createCounter("dogs");
dogsCounter.increment(); // Number of dogs: 1
dogsCounter.increment(); // Number of dogs: 2
dogsCounter.decrement(); // Number of dogs: 1

看起来,display()函数与increment()函数以及decrement()函数差不多,但是其实它们很不一样。我们并没有将display()函数添加到返回的对象中,这就意味着以下代码会出错:

var dogsCounter = createCounter("dogs");
dogsCounter.display(); // ERROR !!!

这时,display()相当于一个私有方法,我们只能在createCounter()函数内使用它。

闭包与面向对象编程

如果你接触过面向对象编程(OOP),则应该不难发现本文中所涉及的内容与OOP中的对象对象属性共有方法私有方法等概念非常相似。

闭包,与OOP相似,就是把数据和操作数据的方法绑定起来。因此,在需要OOP的时候,就可以使用闭包来实现。

总结

闭包(Closure)是JavaScript一个非常棒的特性。掌握它,我们可以从容应对一些常见的编程需求。