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Javascript闭包详解

闭包是JavaScript的重要特性,非常强大,可用于执行复杂的计算,可并不容易理解,尤其是对之前从事面向对象编程的人来说,对 JavaScript 认识和编程显得更难。特别是在看一些开源的JavaScript代码时感觉尤其如此,跟看天书没什么区别。

一般情况下,人们认识一个事物,会根据之前的经验,进行对比和总结,在脑中建立一个模型,从而理解掌握它,但是JavaScript与面向对象编程实在“没有可比性”,最明显的是某过于写法,总觉得“怪怪的”,更不用说,其一些高级特性。如果说“对象”在面向对象编程时的出现相当有规律,但是在JavaScript中则毫无规律,无处不在,甚至在你意想不到的地方。

首先看两段代码。

示例 1:

     var sMessage = "hello world"
     function sayHelloWorld() {
     alert(sMessage);
     }
    
     sayHelloWorld();
    

示例 2:

     var iBaseNum = 10;
     function addNum(iNum1, iNum2) {
     function doAdd() {
     return iNum1 + iNum2 + iBaseNum;
     }
     return doAdd();
     }
    
示例1 和示例2都是闭包,只是2 比1复杂,甚至还有更复杂的写法,比如返回多个闭包。

 

示例 1,脚本被载入内存后,并没有为函数 sayHelloWorld()计算变量sMessage的值。该函数捕获 sMessage的值只是为了以后的使用,也就是说,解释程序知道在调用该函数时要检查 sMessage 的值。sMessage将在函数调用sayHelloWorld()时(最后一行)被赋值,显示消息"hello world"。

示例 2,函数addNum()包括函数doAdd() (闭包)。内部函数是一个闭包,因为它将获取外部函数的参数 iNum1和iNum2以及全局变量 iBaseNum的值。 addNum()的最后一步调用了doAdd(),把两个参数和全局变量相加,并返回它们的和。

这里要掌握的重要概念是,doAdd()函数根本不接受参数,它使用的值是从执行环境中获取的。

闭包,根据 ECMAScript 描述,词法(lexically)表示包括不被计算的变量的函数,函数可以使用函数之外定义的变量,它意味着当前作用域总能够访问外部作用域中的变量。函数是JavaScript中唯一拥有自身作用域的结构,因此闭包的创建依赖于函数。函数内部的函数访问其所在函数的变量(局部变量、形参),这些变量会受到内部函数的影响,当其外部函数外被调用时,就会形成闭包。内部的函数会在其外部函数返回后,被执行。

示例 3:

     function foo() {
     var a = 10;
     function bar() {
     a *= 2;
     return a;
     }
     return bar; // 返回内部函数 bar
     }

var baz = foo();
     baz(); // 20
    

说明: foo 是bar的外部函数,ba 是foo的内部函数;a是foo的局部变量; bar 访问foo的局部变量 a; foo 返回bar。 bar在foo的外部被调用。 当执行 baz() 后,闭包使Javascript 垃圾回收机制不会回收foo所占的资源。因为,baz 实际指向foo的内部函数bar,bar依赖 foo的局部变量a。这样,在执行var baz=foo()后,baz实际指向了bar,而不是foo。bar访问了foo的局部变量a,当执行baz()后,a 为20。这就形成了一个闭包。

如果把foo看作是一个包,根据剪头指示,形成了一个闭包。结果是局部变量a的持久性(如示例 4 所示)。下面代码就不是闭包。无论执行多少次,都是显示 20。

 

示例 4:

     function foo() {
     var a = 10;
     function bar() {
     alert(a *= 2);
     }
     bar();
     }
     foo(); // 20
     foo(); // 20
     foo(); // 20
     

从以上两个示例看,闭包有点类似于面向对象的接口和委托,——只是调用方法而无需知道具体细节。

示例 5:

     function foo() {
     var a = 10;
     function bar() {
     a *= 2;
     return a;
     }
     return bar;
     }
var baz = foo();
     baz(); // 20
     baz(); // 40
     baz(); // 80

     var blat = foo();
     blat(); // 20
    

闭包和引用, 模拟私有变量 代码 6:

     function Counter(start) {
     var count = start;
     return {
     increment: function () {
     count++;
     }
 get: function () {
     return count;
     }
     }
     }
var foo = Counter(4);
     foo.increment();
     foo.get(); // 5
    

这里,Counter 函数返回两个闭包,函数increment和函数get。 这两个函数都维持着对外部作用域Counter的引用,因此总可以访问此作用域内定义的变量count.

为什么不能在外部访问私有变量,因为JavaScript中不可以对作用域进行引用或赋值,因此没有办法在外部访问count变量,唯一的途径就是通过上面那两个闭包。

    var foo = new Counter(4);
     foo.hack = function() {
     count = 1337;
     };
     

上面的代码不会改变定义在Counter作用域中的count 变量的值,因为foo.hack没有定义在那个作用域内。它将会创建或者覆盖全局变量count。

循环中的闭包 一个常见的错误出现在循环中使用闭包,假设我们需要在每次循环中调用循环序号,
     for(var i = 0; i < 10; i++) {
     setTimeout(function() {
     console.log(i);
     }, 1000);
     }
     

上面的代码不会输出数字 0 到 9,而是会输出数字 10 十次。当console.log被调用的时候,匿名函数保持对外部变量i的引用,此时for循环已经结束, i的值被修改成了 10.

为了得到想要的结果,需要在每次循环中创建变量i的拷贝。

为了正确的获得循环序号,最好使用匿名包裹器(自执行匿名函数)。

     for(var i = 0; i < 10; i++) {
     (function(e) {
     setTimeout(function() {
     console.log(e);
     }, 1000);
     })(i);
     }
    

外部的匿名函数会立即执行,并把 i 作为它的参数,此时函数内 e 变量就拥有了 i 的一个拷贝。当传递给 setTimeout 的匿名函数执行时,它就拥有了对 e 的引用,而这个值是不会被循环改变的。

有另一个方法完成同样的工作;那就是从匿名包装器中返回一个函数。这和上面的代码效果一样。

     for(var i = 0; i < 10; i++) {
     setTimeout((function(e) {
     return function() {
     console.log(e);
     }
     })(i), 1000)
     }