函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个对Array的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的：

function sum(arr) {    return arr.reduce(function (x, y) {        return x + y;    });}sum([1, 2, 3, 4, 5]); // 15

但是，如果不需要立刻求和，而是在后面的代码中，根据需要再计算怎么办？可以不返回求和的结果，而是返回求和的函数！

function lazy_sum(arr) {    var sum = function () {        return arr.reduce(function (x, y) {            return x + y;        });    }    return sum;}

当我们调用lazy_sum()时，返回的并不是求和结果，而是求和函数：

var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); // function sum()// 调用函数f时，才真正计算求和的结果：f(); // 15

在这个例子中，我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum，并且，内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量，当lazy_sum返回函数sum时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为“闭包（Closure）”的程序结构拥有极大的威力。

请再注意一点，当我们调用lazy_sum()时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数：

var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);f1 === f2; // false

f1()和f2()的调用结果互不影响。

闭包

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量arr，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以，闭包用起来简单，实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子：

function count() {    var arr = [];    for (var i=1; i<=3; i++) {        arr.push(function () {            return i * i;        });    }    return arr;}var results = count();var f1 = results[0];var f2 = results[1];var f3 = results[2];

在上面的例子中，每次循环，都创建了一个新的函数，然后，把创建的3个函数都添加到一个Array中返回了。

你可能认为调用f1()，f2()和f3()结果应该是1，4，9，但实际结果是：

f1(); // 16f2(); // 16f3(); // 16

全部都是16！原因就在于返回的函数引用了变量i，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量i已经变成了4，因此最终结果为16。

返回闭包时牢记的一点就是：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。

如果一定要引用循环变量怎么办？方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变：

function count() {    var arr = [];    for (var i=1; i<=3; i++) {        arr.push((function (n) {            return function () {                return n * n;            }        })(i));    }    return arr;}var results = count();var f1 = results[0];var f2 = results[1];var f3 = results[2];f1(); // 1f2(); // 4f3(); // 9

注意这里用了一个“创建一个匿名函数并立刻执行”的语法：

(function (x) {    return x * x;})(3); // 9

理论上讲，创建一个匿名函数并立刻执行可以这么写：

function (x) { return x * x } (3);

但是由于JavaScript语法解析的问题，会报SyntaxError错误，因此需要用括号把整个函数定义括起来：

(function (x) { return x * x }) (3);

通常，一个立即执行的匿名函数可以把函数体拆开，一般这么写：

(function (x) {    return x * x;})(3);

说了这么多，难道闭包就是为了返回一个函数然后延迟执行吗？

内部函数

让我们从一些基础的知识谈起,首先了解一下内部函数。内部函数就是定义在另一个函数中的函数。

function outerFn () {    functioninnerFn () {}}

innerFn就是一个被包在outerFn作用域中的内部函数。这意味着，在outerFn内部调用innerFn是有效的，而在outerFn外部调用innerFn则是无效的。下面代码会导致一个JavaScript错误：

　　　　function outerFn() {            document.write("Outer function
");            function innerFn() {                document.write("Inner function
");            }        }        innerFn();//在outerFn外部调用innerFn则是无效的。

不过在outerFn内部调用innerFn，则可以成功运行：

　　　　function outerFn() {            document.write("Outer function
");            function innerFn() {                document.write("Inner function
");            }            innerFn();        }        outerFn();

内部函数的逃脱

JavaScript允许开发人员像传递任何类型的数据一样传递函数，也就是说，JavaScript中的内部函数能够逃脱定义他们的外部函数。

逃脱的方式有很多种，例如可以将内部函数指定给一个全局变量：

var globalVar;        function outerFn() {            document.write("Outer function
");                      function innerFn() {                document.write("Inner function
");            }            globalVar = innerFn;        }        outerFn();        globalVar();

调用outerFn时会修改全局变量globalVar，这时候它的引用变为innerFn，此后调用globalVar和调用innerFn一样。这时在outerFn外部直接调用innerFn仍然会导致错误，这是因为内部函数虽然通过把引用保存在全局变量中实现了逃脱，但这个函数的名字依然只存在于outerFn的作用域中。

也可以通过在父函数的返回值来获得内部函数引用

function outerFn() {            document.write("Outer function
");            function innerFn() {                document.write("Inner function
");            }            return innerFn;        }        var fnRef = outerFn();        fnRef();

这里并没有在outerFn内部修改全局变量，而是从outerFn中返回了一个对innerFn的引用。通过调用outerFn能够获得这个引用，而且这个引用可以可以保存在变量中。

创建闭包的常见方式就是在一个函数内部创建另一个函数，就是我们上面说的内部函数。

变量的作用域

内部函数也可以有自己的变量，这些变量都被限制在内部函数的作用域中：

function outerFn() {    document.write("Outer function
");    function innerFn() {     //内部函数        var innerVar = 0;    //内部函数声明一个变量        innerVar++;          //+1        document.write("Inner function\t");//输出加空格        document.write("innerVar = "+innerVar+"
");    }    return innerFn;    //outerFn函数返回内部函数}var fnRef = outerFn();  //调用函数并把返回值给fnRef   fnRef也就等于内部函数了fnRef();                //运行内部函数fnRef();var fnRef2 = outerFn();fnRef2();fnRef2();

Outer functionInner function    innerVar = 1Inner function    innerVar = 1Outer functionInner function    innerVar = 1Inner function    innerVar = 1

内部函数也可以像其他函数一样引用全局变量：

var globalVar = 0;        function outerFn() {            document.write("Outer function
");            function innerFn() {                globalVar++;                document.write("Inner function\t");                document.write("globalVar = " + globalVar + "
");            }            return innerFn;        }        var fnRef = outerFn();        fnRef();        fnRef();        var fnRef2 = outerFn();        fnRef2();        fnRef2();

现在每次调用内部函数都会持续地递增这个全局变量的值：

Outer functionInner function    globalVar = 1Inner function    globalVar = 2Outer functionInner function    globalVar = 3Inner function    globalVar = 4

但是如果这个变量是父函数的局部变量又会怎样呢？因为内部函数会引用到父函数的作用域（有兴趣可以了解一下作用域链和活动对象的知识），内部函数也可以引用到这些变量

function outerFn() {            var outerVar = 0;            document.write("Outer function
");            function innerFn() {                outerVar++;                document.write("Inner function\t");                document.write("outerVar = " + outerVar + "
");            }            return innerFn;        }        var fnRef = outerFn();        fnRef();        fnRef();        var fnRef2 = outerFn();        fnRef2();        fnRef2();

这一次结果非常有意思，也许或出乎我们的意料

Outer functionInner function    outerVar = 1Inner function    outerVar = 2Outer functionInner function    outerVar = 1Inner function    outerVar = 2

我们看到的是前面两种情况合成的效果，通过每个引用调用innerFn都会独立的递增outerVar。也就是说第二次调用outerFn没有继续沿用outerVar的值，而是在第二次函数调用的作用域创建并绑定了一个一个新的outerVar实例，两个计数器完全无关。

当内部函数在定义它的作用域的外部被引用时，就创建了该内部函数的一个闭包。这种情况下我们称既不是内部函数局部变量，也不是其参数的变量为自由变量，称外部函数的调用环境为封闭闭包的环境。从本质上讲，如果内部函数引用了位于外部函数中的变量，相当于授权该变量能够被延迟使用。因此，当外部函数调用完成后，这些变量的内存不会被释放（最后的值会保存），闭包仍然需要使用它们。

闭包之间的交互

当存在多个内部函数时，很可能出现意料之外的闭包。我们定义一个递增函数，这个函数的增量为2

　　　　function outerFn() {            var outerVar = 0;            document.write("Outer function
");            function innerFn1() {                outerVar++;                document.write("Inner function 1\t");                document.write("outerVar = " + outerVar + "
");            }             function innerFn2() {                outerVar += 2;                document.write("Inner function 2\t");                document.write("outerVar = " + outerVar + "
");            }            return { "fn1": innerFn1, "fn2": innerFn2 };        }        var fnRef = outerFn();        fnRef.fn1();        fnRef.fn2();        fnRef.fn1();        var fnRef2 = outerFn();        fnRef2.fn1();        fnRef2.fn2();        fnRef2.fn1();

我们映射返回两个内部函数的引用，可以通过返回的引用调用任一个内部函数，结果：

Outer functionInner function 1    outerVar = 1Inner function 2    outerVar = 3Inner function 1    outerVar = 4Outer functionInner function 1    outerVar = 1Inner function 2    outerVar = 3Inner function 1    outerVar = 4

innerFn1和innerFn2引用了同一个局部变量，因此他们共享一个封闭环境。当innerFn1为outerVar递增一时，久违innerFn2设置了outerVar的新的起点值，反之亦然。我们也看到对outerFn的后续调用还会创建这些闭包的新实例，同时也会创建新的封闭环境，本质上是创建了一个新对象，自由变量就是这个对象的实例变量，而闭包就是这个对象的实例方法，而且这些变量也是私有的，因为不能在封装它们的作用域外部直接引用这些变量，从而确保了了面向对象数据的专有性。

 

闭包的功能

举个栗子：在面向对象的程序设计语言里，比如Java和C++，要在对象内部封装一个私有变量，可以用private修饰一个成员变量。

在没有class机制，只有函数的语言里，借助闭包，同样可以封装一个私有变量。我们用JavaScript创建一个计数器：

function create_counter(initial) {    var x = initial || 0;    return {        inc: function () {            x += 1;            return x;        }    }}

它用起来像这样：

var c1 = create_counter();c1.inc(); // 1c1.inc(); // 2c1.inc(); // 3var c2 = create_counter(10);c2.inc(); // 11c2.inc(); // 12c2.inc(); // 13

在返回的对象中，实现了一个闭包，该闭包携带了局部变量x，并且，从外部代码根本无法访问到变量x。换句话说，闭包就是携带状态的函数，并且它的状态可以完全对外隐藏起来。

闭包还可以把多参数的函数变成单参数的函数。例如，要计算xy可以用Math.pow(x, y)函数，不过考虑到经常计算x2或x3，我们可以利用闭包创建新的函数pow2和pow3：

function make_pow(n) {    return function (x) {        return Math.pow(x, n);    }}// 创建两个新函数:var pow2 = make_pow(2);var pow3 = make_pow(3);console.log(pow2(5)); // 25console.log(pow3(7)); // 343

脑洞大开

很久很久以前，有个叫阿隆佐·邱奇的帅哥，发现只需要用函数，就可以用计算机实现运算，而不需要0、1、2、3这些数字和+、-、*、/这些符号。

JavaScript支持函数，所以可以用JavaScript用函数来写这些计算。来试试：

'use strict';// 定义数字0:var zero = function (f) {    return function (x) {        return x;    }};// 定义数字1:var one = function (f) {    return function (x) {        return f(x);    }};// 定义加法:function add(n, m) {    return function (f) {        return function (x) {            return m(f)(n(f)(x));        }    }}// 计算数字2 = 1 + 1:var two = add(one, one);// 计算数字3 = 1 + 2:var three = add(one, two);// 计算数字5 = 2 + 3:var five = add(two, three);// 你说它是3就是3，你说它是5就是5，你怎么证明？// 呵呵，看这里:// 给3传一个函数,会打印3次:(three(function () {    console.log('print 3 times');}))();// 给5传一个函数,会打印5次:(five(function () {    console.log('print 5 times');}))();