JavaScript学习记录day8-闭包、箭头函数和生成器
JavaScript学习记录day8-闭包、箭头函数和生成器
[TOC]
1. 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：
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function sum(arr) { return arr.reduce(function (x, y) { return x + y; }); } console.log(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！
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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：
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var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); console.log(f1); // [Function: sum] var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); console.log(f1); // [Function: sum] console.log(f1 === f2); // false |
f1()和f2()的调用结果互不影响。
2. 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：
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'use strict'; function icount() { var arr = []; for (var i=1; i<=3; i++) { arr.push(function () { return i * i; }); } return arr; } var results = icount(); 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：
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console.log(f1()); // 16 console.log(f2()); // 16 console.log(f3()); // 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：
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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(); // 1 f2(); // 4 f3(); // 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：
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(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：
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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：
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(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：
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(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？
当然不是！闭包有非常强大的功能。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：
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'use strict'; function create_counter(initial) { var x = initial || 0; return { inc: function () { x += 1; return x; } } } |
它用起来像这样：
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var c1 = create_counter(); console.log(c1.inc()); // 1 console.log(c1.inc()); // 2 console.log(c1.inc()); // 3 var c2 = create_counter(10); console.log(c2.inc()); // 11 console.log(c2.inc()); // 12 console.log(c2.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x^y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：
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'use strict'; 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)); // 25 console.log(pow3(7)); // 343 |
3. 箭头函数
ES6标准新增了一种新的函数：Arrow Function（箭头函数）。
为什么叫Arrow Function？因为它的定义用的就是一个箭头：
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x => x * x |
上面的箭头函数相当于：
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function (x) { return x * x; } |
在继续学习箭头函数之前，请测试你的浏览器是否支持ES6的Arrow Function：
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'use strict'; var fn = x => x * x; console.log('你的浏览器支持ES6的Arrow Function!'); |
箭头函数相当于匿名函数，并且简化了函数定义。箭头函数有两种格式，一种像上面的，只包含一个表达式，连{ ... }和return都省略掉了。还有一种可以包含多条语句，这时候就不能省略{ ... }和return：
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x => { if (x > 0) { return x * x; } else { return - x * x; } } |
如果参数不是一个，就需要用括号()括起来：
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// 两个参数: (x, y) => x * x + y * y // 无参数: () => 3.14 // 可变参数: (x, y, ...rest) => { var i, sum = x + y; for (i=0; i<rest.length; i++) { sum += rest[i]; } return sum; } |
如果要返回一个对象，就要注意，如果是单表达式，这么写的话会报错：
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// SyntaxError: x => { foo: x } |
因为和函数体的{ ... }有语法冲突，所以要改为：
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// ok: x => ({ foo: x }) this |
箭头函数看上去是匿名函数的一种简写，但实际上，箭头函数和匿名函数有个明显的区别：箭头函数内部的this是词法作用域，由上下文确定。
回顾前面的例子，由于JavaScript函数对this绑定的错误处理，下面的例子无法得到预期结果：
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var obj = { birth: 1990, getAge: function () { var b = this.birth; // 1990 var fn = function () { return new Date().getFullYear() - this.birth; // this指向window或undefined }; return fn(); } }; |
现在，箭头函数完全修复了this的指向，this总是指向词法作用域，也就是外层调用者obj：
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var obj = { birth: 1990, getAge: function () { var b = this.birth; // 1990 var fn = () => new Date().getFullYear() - this.birth; // this指向obj对象 return fn(); } }; obj.getAge(); // 25 |
如果使用箭头函数，以前的那种hack写法：
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var that = this; |
就不再需要了。
由于this在箭头函数中已经按照词法作用域绑定了，所以，用call()或者apply()调用箭头函数时，无法对this进行绑定，即传入的第一个参数被忽略：
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var obj = { birth: 1990, getAge: function (year) { var b = this.birth; // 1990 var fn = (y) => y - this.birth; // this.birth仍是1990 return fn.call({birth:2000}, year); } }; console.log(obj.getAge(2015)); // 25 |
练习
请使用箭头函数简化排序时传入的函数：
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'use strict' var arr = [10, 20, 1, 2]; arr.sort((x, y) => { return x-y; }); console.log(arr); // [1, 2, 10, 20] |
4. 生成器
generator（生成器）是ES6标准引入的新的数据类型。一个generator看上去像一个函数，但可以返回多次。
ES6定义generator标准的哥们借鉴了Python的generator的概念和语法，如果你对Python的generator很熟悉，那么ES6的generator就是小菜一碟了。
我们先复习函数的概念。一个函数是一段完整的代码，调用一个函数就是传入参数，然后返回结果：
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function foo(x) { return x + x; } |
var r = foo(1); // 调用foo函数
函数在执行过程中，如果没有遇到return语句（函数末尾如果没有return，就是隐含的return undefined;），控制权无法交回被调用的代码。
generator跟函数很像，定义如下：
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function* foo(x) { yield x + 1; yield x + 2; return x + 3; } |
generator和函数不同的是，generator由function*定义（注意多出的*号），并且，除了return语句，还可以用yield返回多次。
generator就是能够返回多次的“函数”？返回多次有啥用？
我们以一个著名的斐波那契数列为例，它由0，1开头：
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 ...
要编写一个产生斐波那契数列的函数，可以这么写：
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function fib(max) { var t, a = 0, b = 1, arr = [0, 1]; while (arr.length < max) { [a, b] = [b, a + b]; arr.push(b); } return arr; } // 测试: fib(5); // [0, 1, 1, 2, 3] fib(10); // [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34] |
函数只能返回一次，所以必须返回一个Array。但是，如果换成generator，就可以一次返回一个数，不断返回多次。用generator改写如下：
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function* fib(max) { var t, a = 0, b = 1, n = 0; while (n < max) { yield a; [a, b] = [b, a + b]; n ++; } return; } |
直接调用试试：
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fib(5); // fib {[[GeneratorStatus]]: "suspended", [[GeneratorReceiver]]: Window} |
直接调用一个generator和调用函数不一样，fib(5)仅仅是创建了一个generator对象，还没有去执行它。
调用generator对象有两个方法，一是不断地调用generator对象的next()方法：
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var f = fib(5); f.next(); // {value: 0, done: false} f.next(); // {value: 1, done: false} f.next(); // {value: 1, done: false} f.next(); // {value: 2, done: false} f.next(); // {value: 3, done: false} f.next(); // {value: undefined, done: true} |
next()方法会执行generator的代码，然后，每次遇到yield x;就返回一个对象{value: x, done: true/false}，然后“暂停”。返回的value就是yield的返回值，done表示这个generator是否已经执行结束了。如果done为true，则value就是return的返回值。
当执行到done为true时，这个generator对象就已经全部执行完毕，不要再继续调用next()了。
第二个方法是直接用for ... of循环迭代generator对象，这种方式不需要我们自己判断done：
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'use strict' function* fib(max) { var t, a = 0, b = 1, n = 0; while (n < max) { yield a; [a, b] = [b, a + b]; n ++; } return; } for (var x of fib(10)) { console.log(x); // 依次输出0, 1, 1, 2, 3, ... } |
generator和普通函数相比，有什么用？
因为generator可以在执行过程中多次返回，所以它看上去就像一个可以记住执行状态的函数，利用这一点，写一个generator就可以实现需要用面向对象才能实现的功能。例如，用一个对象来保存状态，得这么写：
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var fib = { a: 0, b: 1, n: 0, max: 5, next: function () { var r = this.a, t = this.a + this.b; this.a = this.b; this.b = t; if (this.n < this.max) { this.n ++; return r; } else { return undefined; } } }; |
用对象的属性来保存状态，相当繁琐。
generator还有另一个巨大的好处，就是把异步回调代码变成“同步”代码。这个好处要等到后面学了AJAX以后才能体会到。
没有generator之前的黑暗时代，用AJAX时需要这么写代码：
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ajax('http://url-1', data1, function (err, result) { if (err) { return handle(err); } ajax('http://url-2', data2, function (err, result) { if (err) { return handle(err); } ajax('http://url-3', data3, function (err, result) { if (err) { return handle(err); } return success(result); }); }); }); |
回调越多，代码越难看。
有了generator的美好时代，用AJAX时可以这么写：
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try { r1 = yield ajax('http://url-1', data1); r2 = yield ajax('http://url-2', data2); r3 = yield ajax('http://url-3', data3); success(r3); } catch (err) { handle(err); } |
看上去是同步的代码，实际执行是异步的。
练习
要生成一个自增的ID，可以编写一个next_id()函数：
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var current_id = 0; function next_id() { current_id ++; return current_id; } |
由于函数无法保存状态，故需要一个全局变量current_id来保存数字。
不用闭包，试用generator改写：
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'use strict'; function* next_id() { var i = 1; while (true) { yield i++; } } // 测试: var x, pass = true, g = next_id(); for (x = 1; x < 100; x ++) { if (g.next().value !== x) { pass = false; console.log('测试失败!'); break; } } if (pass) { console.log('测试通过!'); } |
学习参考教程：http://www.liaoxuefeng.com
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