前言

几乎每个前端JSER都会碰到闭包、函数式语言、高阶函数等概念，而大多数社区的回答都有点含糊不清。本文从词法作用域的角度来解析什么是闭包，并对程序语言中的一些术语(terms)进行解释。

作用域

要讨论词法作用域，必须先理解什么是作用域。
首先我先摘录一段wikipedia在computer science条目下的解释

The term "scope" is used to refer to the set of all entities that are visible 
or names that are valid within a portion of the program or at a given point in a program, 
which is more correctly referred to as context or environment.

通俗点就是说：在程序的某个节点上的作用域指的是，该代码节点能够阅读到的所有实体(entity)，也被称为上下文或者执行环境。
（注：entity简单来讲就是由标识符代表的代码和变量）

作用域的表现形式

以上我们提到作用域的讨论依赖具体的程序节点，这个程序节点可以细分为如下两块。

• 源代码的文本片段(area of text)
• 源代码的节点运行时(runtime)

如果是第一种情况，我们就称它为lexical scope(词法作用域)
如果是第二种情况，就称它为dynamic scope(动态作用域)

概念性的东西确立后，我们就可以讨论词法作用域和动态作用域了。

词法作用域和动态作用域的执行方式

对于词法作用域而言，程序在某个节点上运行的时候。

变量查找先从该节点所属的函数(或代码块)开始，如果找不到，则往上面一级的函数(或者代码块)开始查找，直到根作用域。

对于动态作用域而言，由于作用域依赖于runtime，程序在某个节点上运行的时候。

变量查找按照执行栈(call stack)进行查找，变量先在执行函数里面查找，如果找不到则往调用该执行函数的栈里面查找。

可以看到的是，两种作用域形式首先都会在当前函数作用域下寻找变量。

举个直观的例子，以bash脚本(使用dynamic scoping)为例

   $ x=1
   $ function g () { echo $x ; x=2 ; }
   $ function f () { local x=3 ; g ; }
   $ f 
   $ echo $x 

对于如上的代码，分析下执行结果。
如果采用dynamic scoping来分析的话，变量查找依赖于运行的执行栈。
首先函数f执行，由于g在函数f中被执行，因此g中的x访问的是f中的本地变量，打印出来3并修改f中的局部变量x为2。
然后程序运行echo $x来说，访问的是全局作用域下的x，因此打印出来的是1。最终结果打印出来的是3和1

如果采用的是lexical scoping的话，则g在f中执行，访问的是全局变量x，因此打印出来1,同时修改全局变量x为2，因此echo $x打印出来的为2。最终结果打印出来1和2.

由这个简单的例子，大家其实可以看清楚两种作用域下不同的scope方式。
下面我们就可以说说词法作用域下的FP(函数式编程)下的闭包closure了。

函数式编程语言与闭包

开篇先理清楚FP、closure、lexical scoping的联系。

** 闭包是词法作用域在函数式编程语言的集中体现。 **

** 在实践上，闭包就是函数和上下文的绑定。 **

** 闭包允许闭包内的函数，访问闭包创建时拷贝的上下文变量(值或者引用) **

举个直观的例子，以JavaScript为例

     function startAt(x)
         let fnY = (y)=> x + y ;
         return fnY;
    let closure1 = startAt(1)
    let closure2 = startAt(5)

基本学过JS的都能够知道closure1(3)返回4，closure2(3)返回8。

由于fnY在startAt函数的词法作用域里面，因此startAt(1)在执行后，返回一个闭包。

这个闭包拷贝了变量x(值或引用)，因此fnY在执行的时候，直接可以获取到变量x的值。

需要补充说明的是，closure1和closure2返回的是不同的闭包，这种不同体现在上下文变量的拷贝不同，导致了fnY函数在执行的时候，阅读到的上下文不同，而产生不同的执行结果

闭包在语言中的实现方式

要实现闭包，在数据结构选型方面，肯定不是线性stack，因为闭包在执行时，仍应该保持绑定上下文的不变，而不是去阅读对应的执行环境。而线性(stack)显然无法满足要求。

实际上对于大部分拥有闭包的语言，程序语言采用的是堆(heap)的形式存储上下文non-local变量。 也正因为如此，这些语言基本自带GC(垃圾回收)。

闭包在github上也有很多的C语言实现，我的基本思路如下

根据function的嵌套关系，在单向链表中存储函数执行的context>context>context。

每次碰到要创建context的时候，则复制链表之前的数据作为当前函数执行的闭包环境。

变量引用的时候，则沿着当前的闭包环境单向链表不断向上寻找即可。

总结

这篇文章是我根据wikiPedia及查阅了相关资料的一个小总结。

对于词法作用域的阐述参考了较多的wikipedia，而对于closure的理解则参考了MDN及chrome dev tool给出的实验数据。

citation引用

wikipedia在computer science条目下的解释
entity
wiki对闭包的解释
MDN closure