闭包

复习

　　前面讲函数调用时说过：函数返回后，它在栈上的局部变量就该被销毁了。可有时候，我们偏偏想让一个函数记住它出生地的某些变量——即使已经离开了那里。实现这件事的，就是闭包（closure）。

　　看个例子。一个生成计数器的函数：

函数 造计数器():
    count = 0
    函数 加一():
        count = count + 1
        返回 count
    返回 加一

c = 造计数器()
c()   → 1
c()   → 2

　　奇妙的地方来了：造计数器 已经返回了，可它内部的 count 竟然还“活着”——每次调用 c()，count 都记得上次的值。

　　这是因为，返回的 加一 不只是一个函数，它还带着自己捕获的环境——这个 count 变量。函数加环境，就是闭包。

　　要强调：闭包捕获的是那个变量本身，而不是它某一刻的取值。所以 count 才能在多次调用之间持续累积。

　　这也解释了为什么闭包的实现有讲究：

　　于是运行时要在背后做一件事：判断哪些变量被捕获了，把它们分配到能“活得更久”的地方。 这正是语言运行时的一部分工作。

　　闭包的价值，在于把“函数”从单纯的“一段代码”，升级成了“一段代码 + 一份只属于它的记忆”。这让很多写法变得自然：回调、生成器、函数式风格的数据处理……

　　而这背后，是编译器和运行时在悄悄解决一个难题：当变量的生命超出了它出生的函数，该把它安置在哪里。 答案，往往就是堆。

思考题 1

　　闭包“捕获”的是什么？为什么需要它？

思考题 2

　　为什么闭包往往要求把某些变量放到堆上？

　　它捕获的是函数定义处的外部变量（环境），使函数在离开定义位置之后仍能访问、修改这些变量。没有它，函数返回后这些局部变量会随栈帧销毁，函数就“失忆”了。

　　因为被捕获的变量的生命周期超出了函数调用：函数已经返回、栈帧已经销毁，但变量还要继续存在供闭包使用。栈上的空间随调用结束就没了，所以必须把它放到堆上（或专门的环境记录）以延长寿命。

设计师 | 南国微雪