深入浅出Javascript闭包

javascript/jquery

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2018-10-18

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一、引子

闭包(closure)是 Javascript 语言的一个难点,面试时常被问及,也是它的特色,很多高级应用都要依靠闭包实现。本文尽可能用简单易懂的话,讲清楚闭包的概念、作用及其常见的面试题。

我们先来看一个例子:

var n = 999;
function f1() {
console.log(n);
}
f1() // 999

上面代码中,函数f1可以读取全局变量n。但是,函数外部无法读取函数内部声明的变量。

function f1() {
var n = 999;
}
console.log(n)
// Uncaught ReferenceError: n is not defined

上面代码中,函数f1内部声明的变量n,函数外是无法读取的。

如果有时需要得到函数内的局部变量。正常情况下,这是办不到的,只有通过变通方法才能实现。那就是在函数的内部,再定义一个函数。

function f1() {
var n = 999;
function f2() {
  console.log(n); // 999
 }
}

上面代码中,函数f2就在函数f1内部,这时f1内部的所有局部变量,对f2都是可见的。既然f2可以读取f1的局部变量,那么只要把f2作为返回值,我们不就可以在f1外部读取它的内部变量了吗!

二、闭包是什么

我们可以对上面代码进行如下修改:

   function f1(){
   var a = 999;
   function f2(){
    console.log(a);
   }
   return f2; // f1返回了f2的引用
   }
   var result = f1(); // result就是f2函数了
   result();  // 执行result,全局作用域下没有a的定义,
         //但是函数闭包,能够把定义函数的时候的作用域一起记住,输出999            

上面代码中,函数f1的返回值就是函数f2,由于f2可以读取f1的内部变量,所以就可以在外部获得f1的内部变量了。

闭包就是函数f2,即能够读取其他函数内部变量的函数。由于在JavaScript语言中,只有函数内部的子函数才能读取内部变量,因此可以把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。闭包最大的特点,就是它可以“记住”诞生的环境,比如f2记住了它诞生的环境f1,所以从f2可以得到f1的内部变量。在本质上,闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。

那到底什么是闭包呢?

当函数可以记住并访问所在的词法作用域,即使函数是在当前词法作用域之外执行,这就产生了闭包。 —-《你不知道的Javascript上卷》

我个人理解,闭包就是函数中的函数(其他语言不能函数再套函数),里面的函数可以访问外面函数的变量,外面的变量的是这个内部函数的一部分。

三、闭包的特性

每个函数都是闭包,每个函数天生都能够记忆自己定义时所处的作用域环境。把一个函数从它定义的那个作用域,挪走,运行。这个函数居然能够记忆住定义时的那个作用域。不管函数走到哪里,定义时的作用域就带到了哪里。接下来我们用两个例子来说明这个问题:

//例题1
var inner;
function outer(){
var a=250;
inner=function(){
alert(a);//这个函数虽然在外面执行,但能够记忆住定义时的那个作用域,a是250
  }
}
outer();
var a=300;
inner();//一个函数在执行的时候,找闭包里面的变量,不会理会当前作用域。
//例题2
function outer(x){
  function inner(y){
  console.log(x+y);
  }
return inner;
}
var inn=outer(3);//数字3传入outer函数后,inner函数中x便会记住这个值
inn(5);//当inner函数再传入5的时候,只会对y赋值,所以最后弹出8

四、闭包的内存泄漏

栈内存提供一个执行环境,即作用域,包括全局作用域和私有作用域,那他们什么时候释放内存的?

  • 全局作用域—-只有当页面关闭的时候全局作用域才会销毁
  • 私有的作用域—-只有函数执行才会产生

一般情况下,函数执行会形成一个新的私有的作用域,当私有作用域中的代码执行完成后,我们当前作用域都会主动的进行释放和销毁。但当遇到函数执行返回了一个引用数据类型的值,并且在函数的外面被一个其他的东西给接收了,这种情况下一般形成的私有作用域都不会销毁

如下面这种情况:

function fn(){
var num=100;
return function(){
  }
}
var f=fn();//fn执行形成的这个私有的作用域就不能再销毁了

也就是像上面这段代码,fn函数内部的私有作用域会被一直占用的,发生了内存泄漏。所谓内存泄漏指任何对象在您不再拥有或需要它之后仍然存在。闭包不能滥用,否则会导致内存泄露,影响网页的性能。闭包使用完了后,要立即释放资源,将引用变量指向null

接下来我们看下有关于内存泄漏的一道经典面试题:

  function outer(){
  var num=0;//内部变量
  return function add(){//通过return返回add函数,就可以在outer函数外访问了
  num++;//内部函数有引用,作为add函数的一部分了
  console.log(num);
  };
 }
  var func1=outer();
  func1();//实际上是调用add函数, 输出1
  func1();//输出2 因为outer函数内部的私有作用域会一直被占用
  var func2=outer();
  func2();// 输出1  每次重新引用函数的时候,闭包是全新的。
  func2();// 输出2  

五、闭包的作用

1.可以读取函数内部的变量

2.可以使变量的值长期保存在内存中,生命周期比较长。因此不能滥用闭包,否则会造成网页的性能问题

3.可以用来实现JS模块

JS模块:具有特定功能的js文件,将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的),只向外暴露一个包信n个方法的对象或函数,模块的使用者,只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能

具体请看下面的例子:

//index.html文件
<script type="text/javascript" src="myModule.js"></script>
<script type="text/javascript">
  myModule2.doSomething()
  myModule2.doOtherthing()
</script>
//myModule.js文件
(function () {
  var msg = 'Beijing'//私有数据
  //操作数据的函数
  function doSomething() {
    console.log('doSomething() '+msg.toUpperCase())
  }
  function doOtherthing () {
    console.log('doOtherthing() '+msg.toLowerCase())
  }
  //向外暴露对象(给外部使用的两个方法)
  window.myModule2 = {
    doSomething: doSomething,
    doOtherthing: doOtherthing
  }
})()

六、闭包的运用

我们要实现这样的一个需求: 点击某个按钮, 提示”点击的是第n个按钮”,于是敲出如下代码:

.....
<button>测试1</button>
<button>测试2</button>
<button>测试3</button>
<script type="text/javascript">
  var btns = document.getElementsByTagName('button')
  //遍历加监听
   var btns = document.getElementsByTagName('button')
    for (var i = 0; i < btns.length; i++) {
      btns[i].onclick = function () {
        console.log('第' + (i + 1) + '个')
      }
    }
</script>  

万万没想到,点击任意一个按钮,后台都是弹出“第四个”,这是因为i是全局变量,执行到点击事件时,此时i的值为3。那该如何修改,最简单的是用let声明i

 for (let i = 0; i < btns.length; i++) {
      btns[i].onclick = function () {
        console.log('第' + (i + 1) + '个')
      }
    }

另外我们可以通过闭包的方式来修改:

   for (var i = 0; i < btns.length; i++) {
      (function (j) {
        btns[j].onclick = function (i) {
          console.log('第' + (i + 1) + '个')
        }
      })(i)
    }

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ps:文章于2018.10.06重新修改,希望对你们有所收获!

参考文章

Javascript教程

你不知道的Javascript上卷

原文地址:https://segmentfault.com/a/1190000016657653