摘要：準(zhǔn)確的說(shuō)，是形成了的閉包。因此對(duì)象函數(shù)也是對(duì)象和控制流能通過(guò)閉包實(shí)現(xiàn)。這種方式的閉包不再具有引用透明性，即他不再是一個(gè)純函數(shù)。類閉包結(jié)構(gòu)一些語(yǔ)言的特性能夠模擬出閉包的效果。

?本來(lái)是很討厭談?wù)撻]包這個(gè)話題的，因?yàn)樵谶@一方面我比較傾向于玉伯還有一些朋友的觀點(diǎn)，搞懂作用域才是最重要的，多帶帶談?wù)撻]包，真的意義不大。

?今天剛好在wiki上查其他東西的時(shí)候看到了，想了想以前也沒(méi)從比較科學(xué)的角度考慮這一問(wèn)題，所以寫下這篇文章，也算是記錄一個(gè)翻譯+閱讀的過(guò)程，原文中涉及很多其他概念，理解起來(lái)并不容易，本人知識(shí)水平和翻譯水平都非常有限，所以如果翻譯得有錯(cuò)誤，還望各位海涵，更歡迎各位批評(píng)指正～

原文來(lái)自wikipedia中關(guān)于閉包的解釋（英文），有興趣的同學(xué)可以閱讀原文。同時(shí)還有一份本身的譯文，但是個(gè)人感覺(jué)這個(gè)省略了一些東西，有興趣也可以看看。

?因?yàn)槠渲星短讑A雜著許多其他概念，而這些概念可能又引出其他概念，所有這里提前約定下，下方譯文中的無(wú)序列表（即●開(kāi)頭的內(nèi)容）為對(duì)譯文中一些名詞所作的解釋。并且在譯文中對(duì)一些概念也會(huì)直接用超鏈接的方式鏈接到我認(rèn)為解釋得比較好的頁(yè)面。

閉包

在程序語(yǔ)言中，閉包（也叫詞法閉包或者函數(shù)閉包）是那些實(shí)現(xiàn)了詞法作用域和命名綁定的把函數(shù)作為一等公民（原文這里叫做first-class functions）的語(yǔ)言中的一種技巧（或者說(shuō)特性）。

詞法作用域：詞法作用域也叫靜態(tài)作用域，是指作用域在詞法解析階段就已經(jīng)確定了，不會(huì)改變。這也是大多數(shù)語(yǔ)言采取的方式，JS也是如此，函數(shù)在他創(chuàng)建的地方運(yùn)行，而不是調(diào)用的地方。

動(dòng)態(tài)作用域：是指作用域在運(yùn)行時(shí)才能確定。參看下面的例子，引自楊志的回答

var foo=1;

function static(){
    alert(foo);
}

!function(){
    var foo=2;
    
    static();
}();

在js中，會(huì)彈出1而非2，因?yàn)閟tatic的scope在創(chuàng)建時(shí)，記錄的foo是1。
如果js是動(dòng)態(tài)作用域，那么他應(yīng)該彈出2

在評(píng)論中賀師俊還提到，eval 和 with可以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)作用域的效果：

比如 with(o) { console.log(x) } 這個(gè)x實(shí)際有可能是 o.x 。所以這就不是靜態(tài)（詞法）作用域了。

var x = 0; void function(code){ eval(code); console.log(x) }("var x=1")
不過(guò)注意eval在strict模式下被限制了，不再能形成動(dòng)態(tài)作用域了。

命名綁定：在程序語(yǔ)言中，命名綁定是一種關(guān)聯(lián)，他將實(shí)體（數(shù)據(jù)或者說(shuō)是代碼）與標(biāo)識(shí)符聯(lián)系或者說(shuō)對(duì)應(yīng)起來(lái)。一個(gè)標(biāo)識(shí)符與一個(gè)對(duì)象綁定是指他持有這個(gè)對(duì)象的引用。機(jī)器語(yǔ)言沒(méi)有這個(gè)概念，但是程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。綁定與作用域密切相關(guān)，作用域決定了某個(gè)名稱或者說(shuō)是標(biāo)識(shí)符到底與哪個(gè)對(duì)象相關(guān)聯(lián)。

first-class functions：在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，如果一門語(yǔ)言把函數(shù)當(dāng)作一等公民來(lái)對(duì)待，我們稱他為first-class functions。具體來(lái)說(shuō)，就是函數(shù)可以作為參數(shù)傳遞和返回，可以將它們作為變量聲明，可以將它們存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中（比如我們常用的obj.xxx = somefunc）。同時(shí)，有些語(yǔ)言還支持匿名函數(shù)（看到這里你應(yīng)該知道JS是屬于這類的）。在把函數(shù)當(dāng)作一等公民的語(yǔ)言中，函數(shù)名沒(méi)有任何特別的地方，它們就像普通變量名一樣。（這里感覺(jué)原文的重點(diǎn)是告訴大家不要把函數(shù)想得太過(guò)復(fù)雜，所以大家也就不要舉諸如函數(shù)名有l(wèi)ength，name這些屬性來(lái)反駁了）。

實(shí)際中來(lái)說(shuō)，閉包是一種記錄，他將函數(shù)與他的上下文環(huán)境存儲(chǔ)起來(lái)：它是一種將函數(shù)內(nèi)使用到的自由變量與他的值或者閉包被創(chuàng)建時(shí)那些指向其他地方的引用關(guān)聯(lián)起來(lái)的映射。注意這里的使用二字很重要(原文為variables that are used locally)，我們可以看下方的代碼：

function fn1() {
    var a = 1;
    
    function fn2() {
        debugger;
        console.log(a);
    }

    fn2();
}

fn1();

這里我們?cè)趂n2中使用a，可以看到右圖中fn1形成了閉包。準(zhǔn)確的說(shuō)，是fn1形成了fn2的閉包。

如果我們不使用a，那么就形成不了閉包。

這里糾正一個(gè)誤區(qū)，很多人認(rèn)為必須要返回函數(shù)才能形成閉包，比如上面必須要在fn1中返回fn2，然后fn1()()這樣調(diào)用才會(huì)形成閉包，其實(shí)通過(guò)上面的截圖我們可以發(fā)現(xiàn)并不是這樣。

同時(shí)要注意，識(shí)別閉包在詞法分析階段就已經(jīng)確定了，意思是說(shuō)即使我們可以肯定用不到a，fn1也會(huì)識(shí)別為fn2的閉包，因?yàn)槲覀?使用"了a。如下所示：

自由變量：在計(jì)算機(jī)程序中，自由變量是指在一個(gè)函數(shù)中即不是局部變量也不是函數(shù)參數(shù)的變量。他與非局部變量是同義詞。

非局部變量：是指未定義在本作用域或者說(shuō)當(dāng)前作用域里的變量。也就是我們常說(shuō)的外部變量。舉例來(lái)說(shuō)，在函數(shù)func中使用變量x，卻沒(méi)有在func中聲明（即在其他作用域中聲明的），對(duì)于func的作用域來(lái)說(shuō)，x就是非局部變量。

var x = 1;

function func() {
    console.log(x);
}

閉包被用作實(shí)現(xiàn)連續(xù)式風(fēng)格，并且在這種風(fēng)格中隱藏狀態(tài)。因此對(duì)象（函數(shù)也是對(duì)象）和控制流能通過(guò)閉包實(shí)現(xiàn)。在一些語(yǔ)言中，閉包發(fā)生于在一個(gè)函數(shù)內(nèi)定義另一個(gè)函數(shù)，在內(nèi)部函數(shù)中我們引用了外部函數(shù)里的局部變量（就是上圖中的例子）。在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)外部函數(shù)運(yùn)行的時(shí)候，一個(gè)閉包就形成了，他由內(nèi)部函數(shù)的代碼以及任何內(nèi)部函數(shù)中指向外部函數(shù)局部變量的引用組成。

連續(xù)式風(fēng)格（continuation-passing style，簡(jiǎn)稱CPS）：在函數(shù)式編程中，CPS是一種編程風(fēng)格，在這種風(fēng)格中，控制流以一種續(xù)延的形式傳遞。這個(gè)概念真的很難解釋，包括我自己也不是太明白，所以建議搜索或者參考怎樣理解 Continuation-passing style以及尾遞歸與Continuation以及續(xù)延(continuation)以及函數(shù)式編程中cps是什么意思以及Continuation-passing style原文
個(gè)人建議結(jié)合原文然后再去看尾遞歸那一篇理解效果會(huì)比較好。這個(gè)概念真的很有趣，對(duì)FP來(lái)說(shuō)意義重大，有興趣的朋友可以詳細(xì)去了解

連續(xù)式風(fēng)格與直接式風(fēng)格相對(duì)。

直接式風(fēng)格(direct style)：也是語(yǔ)言中常用的風(fēng)格。他是順序程序設(shè)計(jì)中常用的，在這之中，控制流通過(guò)運(yùn)行下一行被子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)顯示的傳遞，或者通過(guò)像return, yield, await這樣的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

CPS與direct style對(duì)比的Example,摘自wiki
For example in Dart(例子以這種語(yǔ)言書寫), 一個(gè)循環(huán)動(dòng)畫可能以下面形式書寫

Continuation-passing style(CPS風(fēng)格)
var running = true;    // Set false to stop.

tick(time) {
  context.clearRect(0, 0, 500, 500);
  context.fillRect(time % 450, 20, 50, 50);

  if (running) window.animationFrame.then(tick);
}

window.animationFrame.then(tick);

在CPS中，在下一幀中異步調(diào)用window.animationFrame，然后調(diào)用回調(diào)（tick）函數(shù)。
這個(gè)回調(diào)函數(shù)需要在尾部再次調(diào)用，也就是要形成尾遞歸

Direct style(直接式風(fēng)格)
var running = true;    // Set false to stop.

while (running) {
  var time = await window.animationFrame;
  context.clearRect(0, 0, 500, 500);
  context.fillRect(time % 450, 20, 50, 50);
}

在直接式風(fēng)格中，異步調(diào)用window.animationFrame簡(jiǎn)單的yield控制流，然后繼續(xù)執(zhí)行。
一個(gè)while循環(huán)可以代替遞歸調(diào)用

在主流語(yǔ)言中，CPS常常發(fā)生在將閉包作為函數(shù)參數(shù)傳遞的時(shí)候，因此直接式風(fēng)格更簡(jiǎn)單的意味著函數(shù)返回了一個(gè)值，而不是攜帶了一個(gè)函數(shù)參數(shù)。

控制流：在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，控制流（也稱作流控制）是一種順序，在這種順序中，個(gè)體的語(yǔ)句，指令，函數(shù)調(diào)用以命令式執(zhí)行或者解析，它強(qiáng)調(diào)控制流，這是與聲明式有差異的地方?？梢曰叵胍幌挛覀兂．嫷某绦驁?zhí)行流程圖，就是控制流的一種體現(xiàn)。關(guān)于命令式與聲明式，可以參考命令式與聲明式的區(qū)別-1，命令式與聲明式的區(qū)別-2

中斷和信號(hào)是低等級(jí)的改變控制流的機(jī)制（應(yīng)該就是指break，continue，throw這一類），但是通常發(fā)生時(shí)被當(dāng)作一種對(duì)外部刺激或者事件（也可能異步發(fā)生）的響應(yīng)，而不是一個(gè)內(nèi)聯(lián)控制流語(yǔ)句的執(zhí)行。在機(jī)器語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言層面，控制流常常通過(guò)程序計(jì)數(shù)器PC來(lái)改變。對(duì)一些CPU而言，唯一可用的控制流指令就是條件指令（類似于if）和非條件分支指令（原文為also called jumps，就是我們常說(shuō)的goto）。

閉包能被用作與函數(shù)的私有變量相關(guān)聯(lián)，讓外部調(diào)用呈現(xiàn)連續(xù)性（比如一個(gè)高階函數(shù)實(shí)現(xiàn)累加）。私有變量只能被內(nèi)部函數(shù)訪問(wèn)到，其他任何地方都訪問(wèn)不到這個(gè)變量。

因此，在有狀態(tài)語(yǔ)言中，閉包能被用來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)表示和信息隱藏（可以理解為私有變量），因此，閉包內(nèi)的局部變量的生命周期是不確定的，所以創(chuàng)建的一個(gè)變量在函數(shù)被下一次調(diào)用時(shí)仍然可用。這種方式的閉包不再具有引用透明性，即他不再是一個(gè)純函數(shù)。

在其他詞法作用域結(jié)構(gòu)中，閉包是存在很多區(qū)別的。比如return，break 和 continue語(yǔ)句。一般來(lái)說(shuō)，這些結(jié)構(gòu)被認(rèn)為脫離延續(xù)（原文為escape continuation，異常處理就屬于這類），即脫離一個(gè)封閉的語(yǔ)句（如break和continue，從函數(shù)遞歸調(diào)用的角度講，這些指令被認(rèn)為需要循環(huán)結(jié)構(gòu)才能工作）。

在一些語(yǔ)言中，例如ECMAScript，return指向了詞法閉包語(yǔ)句建立的最內(nèi)層的continuation，在閉包中return將控制流轉(zhuǎn)移到調(diào)用它的代碼。

然而，在Smalltalk語(yǔ)言中，對(duì)于方法調(diào)用，有一個(gè)表面上很相似的操作符^，它調(diào)用建立的escape continuation，忽略任何中間的嵌套閉包。一個(gè)特定閉包中escape continuation只能在達(dá)到閉包代碼結(jié)束的時(shí)候被顯式調(diào)用。下面的例子展示了這之間的區(qū)別：

"Smalltalk"
foo
  | xs |
  xs := #(1 2 3 4).
  xs do: [:x | ^x].
  ^0
bar
  Transcript show: (self foo printString) "prints 1"

// ECMAScript
function foo() {
  var xs = [1, 2, 3, 4];
  xs.forEach(function (x) { return x; });
  return 0;
}
alert(foo()); // prints 0

上面的代碼片段描述了在Smalltalk中的^操作符與JS中的return操作符的行為并不是相同的。在上面的JS中，return x將會(huì)離開(kāi)內(nèi)層閉包并開(kāi)始forEach循環(huán)的下一次迭代，而在Smalltalk中，^x將會(huì)終止循環(huán)并從foo方法返回。

一些語(yǔ)言的特性能夠模擬出閉包的效果。包括那些面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，如JAVA，C++，OC，C#，D，有這方面興趣的朋友可以看看原文，這里我們選出原文中提到的關(guān)于JAVA的部分作為介紹：

Java中的局部類與lambda函數(shù)

Java中可以將類定義在方法內(nèi)部。我們把這叫做局部類（包括方法內(nèi)部類和匿名內(nèi)部類）。當(dāng)這些類沒(méi)有名稱時(shí)，我們把它們叫做匿名類或者匿名內(nèi)部類。一個(gè)局部類中可以引用閉包類中的變量，或者閉包方法中的final變量。

class CalculationWindow extends JFrame {
  private volatile int result;
  ...
  public void calculateInSeparateThread(final URI uri) {
    // "new Runnable() { ... }"是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的匿名內(nèi)部類
    new Thread(
      new Runnable() {
        void run() {
          // 他可以訪問(wèn)局部的final變量
          calculate(uri);
          
          // 他可以訪問(wèn)閉包類的成員變量
          result = result + 10;
        }
      }
    ).start();
  }
}

隨著JAVA8支持lambda表達(dá)式，上面的代碼可以改寫成如下形式：

class CalculationWindow extends JFrame {
  private volatile int result;
  ...
  public void calculateInSeparateThread(final URI uri) {
    // 下面的形如 code () -> { /* code */ } 就是一個(gè)閉包
    new Thread(() -> {
        calculate(uri);
        result = result + 10;
    }).start();
  }
}

局部類是內(nèi)部類的一種，他們被聲明在方法體中。Java也支持在閉包類中聲明非靜態(tài)內(nèi)部類（就是我們常說(shuō)的成員內(nèi)部類）。他們都叫做內(nèi)部類。他們?cè)陂]包類中定義，也完全能夠訪問(wèn)閉包類的實(shí)例。由于他們與實(shí)例相綁定，一個(gè)內(nèi)部類也許要使用特殊的語(yǔ)法才能被實(shí)例化（即必須先實(shí)例化外部類，再通過(guò)外部類實(shí)例化內(nèi)部類，當(dāng)然靜態(tài)內(nèi)部類不需要這樣，這里指的是成員內(nèi)部類）。

public class EnclosingClass {
  /* 定義成員內(nèi)部類 */
  public class InnerClass {
    public int incrementAndReturnCounter() {
      return counter++;
    }
  }

  private int counter;

  {
    counter = 0;
  }

  public int getCounter() {
    return counter;
  }

  public static void main(String[] args) {
    EnclosingClass enclosingClassInstance = new EnclosingClass();
    /* 通過(guò)外部類的實(shí)例來(lái)實(shí)例化內(nèi)部類 */
    EnclosingClass.InnerClass innerClassInstance =
      enclosingClassInstance.new InnerClass();

    for(int i = enclosingClassInstance.getCounter(); (i =
    innerClassInstance.incrementAndReturnCounter()) < 10;) {
      System.out.println(i); // 在運(yùn)行之后，會(huì)打印0到9。
    }
  }
}

從Java8起，Java也將函數(shù)作為一等公民。Lambda表達(dá)式是一種具體體現(xiàn)，它被當(dāng)作Function類型，其中T是輸入，U是輸出。表達(dá)式能被他的apply方法調(diào)用，而不是標(biāo)準(zhǔn)的call方法。

public static void main(String[] args) {
  Function length = s -> s.length(); // 原文這里的length沒(méi)有括號(hào)，明顯是錯(cuò)誤的
  
  System.out.println( length.apply("Hello, world!") ); // Will print 13.
}

在準(zhǔn)備翻譯之前，沒(méi)有想到其中有很多其他概念，通過(guò)這些概念，也學(xué)習(xí)到了很多其他方面的知識(shí)，原始概念大多來(lái)自于自然科學(xué)（以數(shù)學(xué)為主，這里推薦一篇從20世紀(jì)數(shù)學(xué)危機(jī)到圖靈機(jī)到命令式與FP），且大部分都在在上世紀(jì)6，70年代就已經(jīng)提出。

無(wú)論發(fā)揚(yáng)這些理論的先行者，還是正在學(xué)習(xí)也許會(huì)發(fā)揚(yáng)下一個(gè)理論的我們，還是最初那些提出這些概念的前輩，我們都確實(shí)是在站在巨人的肩膀上。

由于水平和精力有限，也只是對(duì)其中一些概念做了簡(jiǎn)單的介紹，也希望拋磚引玉，歡迎各位補(bǔ)充～