一、Wiki 百科的解释: 闭包 包括词法闭包 或函数闭包,是一个函数或者是一个带有引用环境的函数,这个环境是一张存有这个函数中所有非本地变量的表。
闭包不同于一般的函数指针,它允许一个函数访问那些非本地变量甚至是超过它的直接作用范围的。
闭包的概念来源于19世纪60年代,在1975年被作为一个语言的编程特征实现用作支持词法范围的函数是一等对象的函数式编程。 (Lisp,ML) 典型的实现 lambda表达式。
在各种语言中,只要是有函数式编程语言痕迹的都实现了闭包: 如js,python,perl...
二、javascript中的闭包: 在函数式编程中,能够访问函数内部的变量的子函数,并绑定这些变量,存储于内存中。
注意: 闭包引用的是变量lifeEnergy的引用,不是实体,所以,当实体改变,变量相应发生变化。
function a() { var i = 0; function b() { alert(++i); } return b; } var c = a(); c();
这段代码有两个特点:
1、函数b嵌套在函数a内部;
2、函数a返回函数b。
引用关系如图:
这样在执行完var c=a()后,变量c实际上是指向了函数b,再执行c()后就会弹出一个窗口显示i的值(第一次为1)。这段代码其实就创建了一个闭包,为什么?因为函数a外的变量c引用了函数a内的函数b,就是说:
当函数a的内部函数b被函数a外的一个变量引用的时候,就创建了一个闭包。
让我们说的更透彻一些。所谓“闭包”,就是在构造函数体内定义另外的函数作为目标对象的方法函数,而这个对象的方法函数反过来引用外层函数体中的临时变量。这使得只要目标 对象在生存期内始终能保持其方法,就能间接保持原构造函数体当时用到的临时变量值。尽管最开始的构造函数调用已经结束,临时变量的名称也都消失了,但在目 标对象的方法内却始终能引用到该变量的值,而且该值只能通这种方法来访问。即使再次调用相同的构造函数,但只会生成新对象和方法,新的临时变量只是对应新 的值,和上次那次调用的是各自独立的。
微观世界
如果要更加深入的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系,我们需要引入另外几个概念:函数的执行环境(excution context)、活动对象(call object)、作用域(scope)、作用域链(scope chain)。以函数a从定义到执行的过程为例阐述这几个概念。
- 当定义函数a的时候,js解释器会将函数a的作用域链(scope chain)设置为定义a时a所在的“环境”,如果a是一个全局函数,则scope chain中只有window对象。
- 当执行函数a的时候,a会进入相应的执行环境(excution context)。
- 在创建执行环境的过程中,首先会为a添加一个scope属性,即a的作用域,其值就为第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域链。
- 然后执行环境会创建一个活动对象(call object)。活动对象也是一个拥有属性的对象,但它不具有原型而且不能通过JavaScript代码直接访问。创建完活动对象后,把活动对象添加到a的作用域链的最顶端。此时a的作用域链包含了两个对象:a的活动对象和window对象。
- 下一步是在活动对象上添加一个arguments属性,它保存着调用函数a时所传递的参数。
- 最后把所有函数a的形参和内部的函数b的引用也添加到a的活动对象上。在这一步中,完成了函数b的的定义,因此如同第3步,函数b的作用域链被设置为b所被定义的环境,即a的作用域。
到此,整个函数a从定义到执行的步骤就完成了。此时a返回函数b的引用给c,又函数b的作用域链包含了对函数a的活动对象的引用,也就是说b可以访问到a中定义的所有变量和函数。函数b被c引用,函数b又依赖函数a,因此函数a在返回后不会被GC回收。
当函数b执行的时候亦会像以上步骤一样。因此,执行时b的作用域链包含了3个对象:b的活动对象、a的活动对象和window对象,如下图所示:
如图所示,当在函数b中访问一个变量的时候,搜索顺序是:
- 先搜索自身的活动对象,如果存在则返回,如果不存在将继续搜索函数a的活动对象,依次查找,直到找到为止。
- 如果函数b存在prototype原型对象,则在查找完自身的活动对象后先查找自身的原型对象,再继续查找。这就是Javascript中的变量查找机制。
- 如果整个作用域链上都无法找到,则返回undefined。
小结,本段中提到了两个重要的词语:函数的定义与执行。文中提到函数的作用域是在定义函数时候就已经确定,而不是在执行的时候确定(参看步骤1和3)。用一段代码来说明这个问题:
function f(x) {
var g = function () {
return x; }
return g;
}
var h = f(1); alert(h());
这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。
- 假设函数h的作用域是在执行alert(h())确定的,那么此时h的作用域链是:h的活动对象->alert的活动对象->window对象。
- 假设函数h的作用域是在定义时确定的,就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经确定了作用域。那么在执行的时候,h的作用域链为:h的活动对象->f的活动对象->window对象。
如果第一种假设成立,那输出值就是undefined;如果第二种假设成立,输出值则为1。
运行结果证明了第2个假设是正确的,说明函数的作用域确实是在定义这个函数的时候就已经确定了。
应用场景
保护函数内的变量安全。以最开始的例子为例,函数a中i只有函数b才能访问,而无法通过其他途径访问到,因此保护了i的安全性。
- 在内存中维持一个变量。依然如前例,由于闭包,函数a中i的一直存在于内存中,因此每次执行c(),都会给i自加1。
- 通过保护变量的安全实现JS私有属性和私有方法(不能被外部访问)
- 私有属性和方法在Constructor外是无法被访问的
function Constructor(...) {
var that = this; var membername = value; function membername(...) { ...}}
三、Python 中的 闭包(closure) :绑定了外部函数变量的子函数。闭包包含了自身函数体和所需外部函数中的“变量名的引用”。引用变量名意味着绑定的是变量名,而不是变量实际指向的对象;如果给变量重新赋值,闭包中能访问到的将是新的值。
闭包使函数更加灵活和强大。即使程序运行至离开外部函数,如果闭包仍然可见,则被绑定的变量仍然有效;每次运行至外部函数,都会重新创建闭包,绑定的变量是不同的,不需要担心在旧的闭包中绑定的变量会被新的值覆盖。
回到刚才过滤数集的例子。假设过滤条件中的 0 这个边界值不再是固定的,而是由用户控制。如果没有闭包,那么代码必须修改为:
class greater_than_helper: def __init__(self, minval): self.minval= minval def is_greater_than(self, val): return val >self.minval def my_filter(lst, minval): helper= greater_than_helper(minval) return filter(helper.is_greater_than, lst);
如果支持闭包,因为闭包可以直接使用外部作用域的变量,我们就不再需要greater_than_helper了:
def my_filter(lst, minval): return filter(lambda n: n > minval, lst)可见,闭包在不影响可读性的同时也省下了不少代码量。 函数式编程语言都提供了对闭包的不同程度的支持。在Python 2.x中,闭包无法修改绑定变量的值,所有修改绑定变量的行为都被看成新建了一个同名的局部变量并将绑定变量隐藏。Python 3.x中新加入了一个关键字 nonlocal 以支持修改绑定变量。但不管支持程度如何,你始终可以访问(读取)绑定变量。
参考文章:http://en.wikipedia.org/wiki/Closure_(computer_science)
http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2011/06/18/2084316.html