变量作用域

声明局部变量时，该变量具有作用域。一般来说，局部变量只存在于声明它们的块或函数中。

function() {
  var a = 1;
  console.log(a); // works
}    
console.log(a); // fails

如果我试图访问一个局部变量，大多数语言都会在当前作用域中查找它，然后向上遍历父作用域，直到到达根作用域。

var a = 1;
function() {
  console.log(a); // works
}    
console.log(a); // works

当一个块或函数被处理完，它的局部变量就不再需要了，通常会耗尽内存。

这就是我们通常期望的事情的运作方式。

闭包是一个持久的局部变量作用域

闭包是一个持久作用域，即使在代码执行已经移出该块之后，它仍然保留局部变量。支持闭包的语言(如JavaScript、Swift和Ruby)将允许您保留对作用域(包括其父作用域)的引用，即使在声明这些变量的块已经完成执行之后，只要您在某处保留对该块或函数的引用。

作用域对象及其所有局部变量都绑定到函数，只要函数存在，它们就会存在。

这给了我们函数可移植性。我们可以预期，在函数第一次定义时在作用域中的任何变量，在稍后调用该函数时仍然在作用域中，即使我们在完全不同的上下文中调用该函数。

例如

下面是一个非常简单的JavaScript示例，可以说明这一点:

outer = function() {
  var a = 1;
  var inner = function() {
    console.log(a);
  }
  return inner; // this returns a function
}

var fnc = outer(); // execute outer to get inner 
fnc();

这里我定义了一个函数中的函数。内部函数可以访问外部函数的所有局部变量，包括a。变量a在内部函数的作用域内。

正常情况下，当一个函数退出时，它的所有局部变量都会消失。但是，如果我们返回inner函数并将其赋值给变量fnc，以便在outer退出后它仍然存在，那么定义inner时在作用域内的所有变量也将仍然存在。变量a已经被关闭了——它在一个闭包中。

注意变量a对于fnc是完全私有的。这是在函数式编程语言(如JavaScript)中创建私有变量的一种方式。

正如你可能猜到的那样，当我调用fnc()时，它会打印a的值，即“1”。

在没有闭包的语言中，当函数outer退出时，变量a将被垃圾收集并丢弃。调用fnc将抛出一个错误，因为a不再存在。

在JavaScript中，变量a持续存在，因为变量作用域是在函数第一次声明时创建的，并且只要函数继续存在，变量a就会持续存在。

A属于outer的范围。inner的作用域有一个父指针指向outer的作用域。FNC是一个指向内的变量。只要FNC存在，A就存在。A在闭包内。

进一步阅读(观看)

我制作了一个YouTube视频，介绍了这段代码的一些实际使用示例。

我将给出一个例子(JavaScript):

function makeCounter () {
  var count = 0;
  return function () {
    count += 1;
    return count;
  }
}

var x = makeCounter();
x(); returns 1
x(); returns 2
...etc...

这个makeCounter函数的作用是，它返回一个函数，我们称之为x，每次调用它都会加1。由于我们没有为x提供任何参数，它必须以某种方式记住计数。它知道根据所谓的词法作用域在哪里找到它——它必须查找定义值的位置才能找到值。这个“隐藏”值就是所谓的闭包。

下面还是我用咖喱的例子:

function add (a) {
  return function (b) {
    return a + b;
  }
}

var add3 = add(3);
    
add3(4); returns 7

您可以看到，当您使用参数a(即3)调用add时，该值包含在我们定义为add3的返回函数的闭包中。这样，当我们调用add3时，它知道在哪里找到a值来执行加法。

下面是另一个现实生活中的例子，使用了游戏中流行的脚本语言——Lua。我需要稍微改变一个库函数的工作方式，以避免stdin不可用的问题。

local old_dofile = dofile

function dofile( filename )
  if filename == nil then
    error( 'Can not use default of stdin.' )
  end

  old_dofile( filename )
end

当这段代码完成它的作用域时，old_dofile的值就消失了(因为它是本地的)，但是该值已经被封装在一个闭包中，所以新的重新定义的dofile函数可以访问它，或者更确切地说，作为“upvalue”与函数一起存储的副本。

闭包是一个可以引用另一个函数中的状态的函数。例如，在Python中，它使用闭包"inner":

def outer (a):
    b = "variable in outer()"
    def inner (c):
        print a, b, c
    return inner

# Now the return value from outer() can be saved for later
func = outer ("test")
func (1) # prints "test variable in outer() 1

首先，与这里大多数人告诉你的相反，闭包不是一个函数!那么它是什么呢? 它是在函数的“周围上下文”(称为其环境)中定义的一组符号，使其成为CLOSED表达式(即，每个符号都被定义并具有值的表达式，因此可以对其求值)。

例如，当你有一个JavaScript函数:

function closed(x) {
  return x + 3;
}

它是一个封闭表达式，因为其中出现的所有符号都在其中定义(它们的含义是明确的)，所以您可以对其求值。换句话说，它是独立的。

但如果你有一个这样的函数

function open(x) {
  return x*y + 3;
}

它是一个开放的表达式，因为其中有尚未定义的符号。也就是y，当我们看这个函数的时候，我们不知道y是什么，它意味着什么，我们不知道它的值，所以我们不能计算这个表达式。也就是说，我们不能调用这个函数，直到我们知道y在其中的含义。这个y叫做自由变量。

这需要一个定义，但这个定义不是函数的一部分——它是在其他地方定义的，在它的“周围上下文”(也称为环境)中。至少这是我们所希望的:P

例如，它可以被全局定义:

var y = 7;

function open(x) {
  return x*y + 3;
}

或者它可以定义在一个包装它的函数中:

var global = 2;

function wrapper(y) {
  var w = "unused";

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

环境中赋予表达式中自由变量意义的部分是闭包。之所以这么叫，是因为它通过为所有自由变量提供这些缺失的定义，把一个开放表达式变成一个封闭表达式，这样我们就可以求值了。

在上面的例子中，内部函数(我们没有给出名称，因为我们不需要它)是一个开放表达式，因为其中的变量y是自由的——它的定义在函数之外，在包装它的函数中。这个匿名函数的环境是一组变量:

{
  global: 2,
  w: "unused",
  y: [whatever has been passed to that wrapper function as its parameter `y`]
}

闭包是这个环境的一部分，它通过提供所有自由变量的定义来关闭内部函数。在我们的例子中，内部函数中唯一的自由变量是y，所以这个函数的闭包是它环境的这个子集:

{
  y: [whatever has been passed to that wrapper function as its parameter `y`]
}

在环境中定义的另外两个符号不是该函数闭包的一部分，因为它不需要运行它们。他们不需要关闭它。

这里有更多的理论: https://stackoverflow.com/a/36878651/434562

It's worth to note that in the example above, the wrapper function returns its inner function as a value. The moment we call this function can be remote in time from the moment the function has been defined (or created). In particular, its wrapping function is no longer running, and its parameters which has been on the call stack are no longer there :P This makes a problem, because the inner function needs y to be there when it is called! In other words, it requires the variables from its closure to somehow outlive the wrapper function and be there when needed. Therefore, the inner function has to make a snapshot of these variables which make its closure and store them somewhere safe for later use. (Somewhere outside the call stack.)

And this is why people often confuse the term closure to be that special type of function which can do such snapshots of the external variables they use, or the data structure used to store these variables for later. But I hope you understand now that they are not the closure itself – they're just ways to implement closures in a programming language, or language mechanisms which allows the variables from the function's closure to be there when needed. There's a lot of misconceptions around closures which (unnecessarily) make this subject much more confusing and complicated than it actually is.

在正常情况下，变量受作用域规则约束:局部变量仅在定义的函数内工作。闭包是为了方便而暂时打破这一规则的一种方式。

def n_times(a_thing)
  return lambda{|n| a_thing * n}
end

在上面的代码中，lambda(|n| a_thing * n}是闭包，因为a_thing是由lambda(匿名函数创建者)引用的。

现在，如果你把得到的匿名函数放到一个函数变量中。

foo = n_times(4)

Foo将打破正常的作用域规则，开始在内部使用4。

foo.call(3)

返回12。