闭包讲座：函数与词法环境的“恋爱故事”
引言
大家好！今天我们要聊一个JavaScript中非常有趣的概念——闭包（Closures）。闭包就像是函数和它周围的环境之间的一段“恋爱故事”。函数就像一个男孩，而它的词法环境（Lexical Environment）则像是它成长的地方。当这个男孩长大后，他可能会离开家去外面的世界，但他始终记得自己从哪里来，这就是闭包的核心思想。
在这次讲座中，我们会用轻松诙hev的方式，结合代码示例，带你深入了解闭包的本质、工作原理以及如何在实际开发中使用它。准备好了吗？让我们开始吧！
什么是闭包？
定义
根据MDN文档，闭包是指一个函数能够记住并访问它的词法作用域，即使这个函数在其词法作用域之外执行。换句话说，闭包允许函数“记住”它被定义时的环境，并且可以在之后的任何地方使用这些信息。
通俗理解
想象一下，你写了一个函数，这个函数内部可以访问一些变量。当你调用这个函数时，它不仅会执行代码，还会“记住”它被定义时的那些变量。即使你在函数外部改变了这些变量的值，函数仍然会“记住”它最初看到的那些值。这就是闭包的神奇之处！
代码示例 1：简单的闭包
function createGreeting(greeting) {
return function(name) {
console.log(`${greeting}, ${name}!`);
};
}
const sayHello = createGreeting('Hello');
sayHello('Alice'); // 输出: Hello, Alice!在这个例子中，createGreeting 函数返回了一个匿名函数。这个匿名函数记住了 greeting 参数的值（即 "Hello"），即使我们在调用 sayHello 时并没有再次传递 greeting。这就是闭包的作用！
闭包的工作原理
词法作用域 vs 动态作用域
在JavaScript中，函数的作用域是词法作用域（Lexical Scoping），而不是动态作用域。这意味着函数的作用域是在编写代码时就已经确定的，而不是在运行时根据调用栈来决定的。
举个例子：
function outer() {
let message = 'I am from outer';
function inner() {
console.log(message);
}
return inner;
}
const innerFunc = outer();
innerFunc(); // 输出: I am from outer在这个例子中，inner 函数是在 outer 函数内部定义的，因此它可以访问 outer 函数中的 message 变量。即使 outer 函数已经执行完毕，inner 函数仍然可以访问 message，因为它记住了 outer 的词法环境。
闭包的生命周期
闭包的生命周期通常比普通函数要长得多。普通函数在执行完毕后，其作用域会被销毁，而闭包则会保留对词法环境的引用，直到没有其他地方再引用它为止。
例如：
function createCounter() {
let count = 0;
return function() {
count++;
console.log(count);
};
}
const counter = createCounter();
counter(); // 输出: 1
counter(); // 输出: 2
counter(); // 输出: 3在这个例子中，createCounter 函数返回了一个匿名函数，这个匿名函数记住了 count 变量。每次调用 counter 时，count 都会递增，因为闭包保持了对 count 的引用。
闭包的内存管理
闭包虽然强大，但也要小心使用，因为它可能会导致内存泄漏。如果一个闭包长时间持有对某些变量的引用，而这些变量不再需要，就会占用不必要的内存。
为了避免这种情况，尽量只在必要时使用闭包，并确保在不需要时释放对变量的引用。
闭包的实际应用
1. 创建私有变量
闭包可以用来创建私有变量，这在模块化编程中非常有用。通过闭包，我们可以隐藏一些变量，防止它们被外部代码直接访问。
function createModule() {
let privateVar = 'This is a secret';
return {
getSecret: function() {
return privateVar;
},
setSecret: function(newVal) {
privateVar = newVal;
}
};
}
const module = createModule();
console.log(module.getSecret()); // 输出: This is a secret
module.setSecret('New secret');
console.log(module.getSecret()); // 输出: New secret在这个例子中，privateVar 是一个私有变量，只能通过 getSecret 和 setSecret 方法来访问或修改。外部代码无法直接访问 privateVar，从而保证了数据的安全性。
2. 模拟类的私有方法
在ES6之前，JavaScript没有原生的类支持，但我们可以使用闭包来模拟类的私有方法。
function Person(name) {
let age = 25; // 私有变量
this.getName = function() {
return name;
};
this.getAge = function() {
return age;
};
this.setAge = function(newAge) {
age = newAge;
};
}
const person = new Person('Alice');
console.log(person.getName()); // 输出: Alice
console.log(person.getAge()); // 输出: 25
person.setAge(30);
console.log(person.getAge()); // 输出: 30在这个例子中，age 是一个私有变量，只有通过 getAge 和 setAge 方法才能访问或修改它。
3. 高阶函数
闭包经常用于高阶函数（Higher-order Functions），即接受函数作为参数或返回函数的函数。闭包可以帮助我们创建更灵活的函数组合。
function makeMultiplier(multiplier) {
return function(number) {
return number * multiplier;
};
}
const double = makeMultiplier(2);
const triple = makeMultiplier(3);
console.log(double(5)); // 输出: 10
console.log(triple(5)); // 输出: 15在这个例子中，makeMultiplier 函数返回了一个新的函数，这个新函数记住了 multiplier 的值。通过这种方式，我们可以创建多个不同的乘法器函数。
闭包的陷阱
虽然闭包非常强大，但也有一些常见的陷阱需要注意。
1. 闭包与循环
在使用闭包时，尤其是在循环中创建闭包时，要注意变量的作用域问题。例如：
for (let i = 0; i < 3; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
}如果你使用 let 声明 i，那么每个闭包都会记住它自己的 i 值，输出结果为 0, 1, 2。但如果使用 var，所有闭包都会共享同一个 i，最终输出的结果将是 3, 3, 3。这是因为 var 的作用域是函数级别的，而 let 是块级作用域。
2. 闭包与性能
闭包会增加内存的使用，因为它会保留对词法环境的引用。如果闭包持有的变量过大或过多，可能会导致内存泄漏。因此，在使用闭包时，尽量避免持有不必要的变量。
总结
闭包是JavaScript中一个非常强大的特性，它允许函数记住并访问它的词法环境，即使在函数外部调用时也能保持对这些变量的引用。通过闭包，我们可以创建私有变量、模拟类的私有方法、实现高阶函数等。
然而，闭包也有一些需要注意的地方，比如在循环中使用闭包时要小心变量的作用域问题，以及避免过度使用闭包导致内存泄漏。
希望今天的讲座能让你对闭包有一个更清晰的理解。如果你有任何问题，欢迎随时提问！ 😊
课后练习
- 创建一个函数
createAdder，它接受一个数字n，并返回一个可以将传入的任意数字加上n的函数。 - 使用闭包实现一个计数器，该计数器可以记录调用次数，并在每次调用时返回当前的计数。
- 尝试在
for循环中使用var和let，观察输出结果的不同，并解释原因。
祝你学习愉快！
