征服 JavaScript 面试:什么是闭包?

2017-01-09 14:07:26来源:open-open作者:网络转载人点击


“征服 JavaScript 面试”是我写的一系列文章,来帮助面试者准备他们在面试 JavaScript 中、高级职位中将可能会遇到的一些问题。这些问题我自己在面试中也经常会问。



在我面试时问出的一系列问题里,闭包通常是我问的第一个或最后一个问题。坦白地说,如果你连闭包也弄不明白,你是不会在 JavaScript 的道路上走多远的。


你别东张西望,说的就是你。你真的理解如何构建一个严谨的 JavaScript 应用?你真的理解代码背后发生的事情或者说一个应用程序是如何工作的?我表示怀疑。如果连个闭包问题都搞不清的话,真是有点够呛。


你不仅仅应该了解闭包的机制,更应该了解闭包为什么很重要,以及能够很容易地回答出闭包的几种可能的应用场景。


闭包在 JavaScript 中常用来实现对象数据的私有,在事件处理和回调函数中也常常会用到它,此外还有 偏函数应用(partial applications)和柯里化(currying) ,以及其他函数式编程模式。


我不在乎面试者是否知道“closure”这个单词或者它的专业定义。我只想弄清他们是否理解基本原理。如果他们没有,那么通常意味着这些面试者在构建实际 JavaScript 应用方面并没有很多经验。


如果你不能回答这个问题,你只是个初级开发者。不管你实际上已经干这个多久了。


为了快速理解下面的内容:你想一下能否举出两个闭包的通用场景?


什么是闭包?

简言之, 闭包 是由函数引用其周边状态( 词法环境 )绑在一起形成的(封装)组合结构。在 JavaScript 中,闭包在 每个函数被创建时 形成。


这是基本原理,但为什么我们关心这些?实际上,由于闭包与它的词法环境绑在一起,因此 闭包让我们能够从一个函数内部访问其外部函数的作用域 。


要使用闭包,只需要简单地将一个函数定义在另一个函数内部,并将它暴露出来。要暴露一个函数,可以将它返回或者传给其他函数。


内部函数将能够访问到外部函数作用域中的变量,即使外部函数已经执行完毕。


闭包使用的例子

闭包的用途之一是实现对象的私有数据。数据私有是让我们能够面向接口编程而不是面向实现编程的基础。而面向接口编程是一个重要的概念,有助于我们创建更加健壮的软件,因为实现细节比接口约定相对来说更加容易被改变。


“面向接口编程,别面向实现编程。” 设计模式:可复用面向对象软件的要素


在 JavaScript 中,闭包是用来实现数据私有的原生机制。当你使用闭包来实现数据私有时,被封装的变量只能在闭包容器函数作用域中使用。你无法绕过对象 被授权的方法 在外部访问这些数据。在 JavaScript 中,任何定义在闭包作用域下的公开方法才可以访问这些数据。例如:

const getSecret = (secret) => {
return {
get: () => secret
};
};
test('Closure for object privacy.', assert => {
const msg = '.get() should have access to the closure.';
const expected = 1;
const obj = getSecret(1);
const actual = obj.get();
try {
assert.ok(secret, 'This throws an error.');
} catch (e) {
assert.ok(true, `The secret var is only available
to privileged methods.`);
}
assert.equal(actual, expected, msg);
assert.end();
});

在上面的例子里, get() 方法定义在 getSecret() 作用域下,这让它可以访问任何 getSecret() 中的变量,于是它就是一个被授权的方法。在这个例子里,它可以访问参数 secret 。


对象不是唯一的产生私有数据的方式。闭包还可以被用来创建 有状态的函数 ,这些函数的执行过程可能由它们自身的内部状态所决定。例如:

const secret = (msg) => () => msg; // Secret - creates closures with secret messages.
// https://gist.github.com/ericelliott/f6a87bc41de31562d0f9
// https://jsbin.com/hitusu/edit?html,js,output
// secret(msg: String) => getSecret() => msg: String
const secret = (msg) => () => msg;
test('secret', assert => {
const msg = 'secret() should return a function that returns the passed secret.';
const theSecret = 'Closures are easy.';
const mySecret = secret(theSecret);
const actual = mySecret();
const expected = theSecret;
assert.equal(actual, expected, msg);
assert.end();
});

在函数式编程中,闭包经常用于偏函数应用和柯里化。为了说明这个,我们先定义一些概念:


函数应用:一个过程,指将参数传给一个函数,并获得它的返回值。


偏函数应用:一个过程,它传给某个函数其中一部分参数,然后返回一个新的函数,该函数等待接受后续参数。换句话说,偏函数应用是一个函数,它接受另一个函数为参数,这个作为参数的函数本身接受多个参数,它返回一个函数,这个函数与它的参数函数相比,接受更少的参数。偏函数应用 提前赋予 一部分参数,而返回的函数则等待调用时传入剩余的参数。


偏函数应用通过闭包作用域来提前赋予参数。你可以实现一个通用的函数来赋予指定的函数部分参数,它看起来如下:

partialApply(targetFunction: Function, ...fixedArgs: Any[]) =>
functionWithFewerParams(...remainingArgs: Any[])

partialApply 接受一个多参数的函数,以及一串我们想要提前赋给这个函数的参数,它返回一个新的函数,这个函数将接受剩余的参数。


下面给一个例子来说明,假设你有一个函数,求两个数的和:

const add = (a, b) => a + b;

现在你想要得到一个函数,它能够对任何传给它的参数都加 10,我们可以将它命名为 add10() 。 add10(5) 的结果应该是 15 。我们的 partialApply() 函数可以做到这个:

const add10 = partialApply(add, 10);
add10(5);

在这个例子里,参数 10 通过闭包作用域被提前赋予 add() ,从而让我们获得 add10() 。


现在让我们看一下如何实现 partialApply() :


Let’s look at a possible partialApply() implementation:

// Generic Partial Application Function
// https://jsbin.com/biyupu/edit?html,js,output
// https://gist.github.com/ericelliott/f0a8fd662111ea2f569e
// partialApply(targetFunction: Function, ...fixedArgs: Any[]) =>
// functionWithFewerParams(...remainingArgs: Any[])
const partialApply = (fn, ...fixedArgs) => {
return function (...remainingArgs) {
return fn.apply(this, fixedArgs.concat(remainingArgs));
};
};test('add10', assert => {
const msg = 'partialApply() should partially apply functions'
const add = (a, b) => a + b;
const add10 = partialApply(add, 10);const actual = add10(5);
const expected = 15;
assert.equal(actual, expected, msg);
});

如你所见,它只是简单地返回一个函数,这个函数通过闭包访问了传给 partialApply() 函数的 fixedArgs 参数。


轮到你来试试了

你用闭包来做什么?如果你有最喜欢的应用场景,举一些例子,在评论中告诉我。

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