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javascript深入理解js閉包

不言
不言原創
2018-03-31 15:12:302561瀏覽

閉包（closure）是Javascript語言的一個困難點，也是它的特色，許多高階應用都要靠閉包實作。這篇文章給大家分享的就是關於對js閉包的深入理解，有感興趣的小夥伴可以參考一下

一、變數的作用域

#要理解閉包，首先必須理解Javascript特殊的變數作用域。

變數的作用域無非就是兩種：全域變數和局部變數。

Javascript語言的特殊之處，就在於函數內部可以直接讀取全域變數。


Js程式碼

　

　var n=999;
　　function f1(){
　　　　alert(n);
　　}
　　f1(); // 999

另一方面，在函數外部自然無法讀取函數內的局部變數。

Js程式碼

　　

function f1(){
　　　　var n=999;
　　}
　　alert(n); // error

這裡有一個地方要注意，函數內部宣告變數的時候，一定要使用var指令。如果不用的話，你實際上聲明了一個全域變數！

Js代碼

　

　function f1(){
　　　　n=999;
　　}
　　f1();
　　alert(n); // 999

-------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------

二、如何從外部讀取局部變數？

出於種種原因，我們有時候需要得到函數內的局部變數。但是，前面已經說過了，正常情況下，這是辦不到的，只有透過變通方法才能實現。

那就是在函數的內部，再定義一個函數。

Js程式碼

　

　function f1(){
　　　　n=999;
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n); // 999
　　　　}
　　}

在上面的程式碼中，函數f2就被包括在函數f1內部，這時f1內部的所有局部變量，對f2都是可見的。但是反過來就不行，f2內部的局部變量，對f1 就是不可見的。這就是Javascript語言特有的「鍊式作用域」結構（chain scope），

子物件會一級一層地向上尋找所有父物件的變數。所以，父物件的所有變量，對子物件都是可見的，反之則不成立。

既然f2可以讀取f1中的局部變量，那麼只要把f2當作回傳值，我們不就可以在f1外部讀取它的內部變數了嗎！


Js程式碼

　

　function f1(){
　　　　n=999;
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}
　　　　return f2;
　　}
　　var result=f1();
　　result(); // 999

----------------- -------------------------------------------------- --------------------------------------

#三、閉包的概念

上一節程式碼中的f2函數，就是閉包。

各種專業文獻上的「閉包」（closure）定義非常抽象，很難看懂。我的理解是，閉包就是能夠讀取其他函數內部變數的函數。

由於在Javascript語言中，只有函數內部的子函數才能讀取局部變量，因此可以把閉包簡單理解成「定義在一個函數內部的函數」。

所以，在本質上，閉包就是將函數內部和函數外部連結起來的一座橋樑。

----------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------b

四、閉包的用途

#閉包可以用在許多地方。它的最大用處有兩個，一個是前面提到的可以讀取函數內部的變量，另一個就是讓這些變數的值始終保持在記憶體中。

怎麼來理解這句話呢？請看下面的程式碼。


Js程式碼

　

　function f1(){
　　　　var n=999;
　　　　nAdd=function(){n+=1}
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}
　　　　return f2;
　　}
　　var result=f1();
　　result(); // 999
　　nAdd();
　　result(); // 1000

在這段程式碼中，result其實就是閉包f2函數。它總共運行了兩次，第一次的值是999，第二次的值是1000。這證明了，函數f1中的局部變數n一直保存在記憶體中，並沒有在f1呼叫後被自動清除。

為什麼會這樣呢？原因就在於f1是f2的父函數，而f2被賦給了一個全域變量，這導致f2始終在記憶體中，而f2的存在依賴f1，因此f1也始終在記憶體中，不會在呼叫結束後，被垃圾回收機制（garbage collection）回收。

這段程式碼中另一個值得注意的地方，就是「nAdd=function(){n+=1}」這一行，首先在nAdd前面沒有使用var關鍵字，因此nAdd是一個全域變量，而不是局部變數。其次，nAdd的值是匿名函數（anonymous function），而這個

匿名函數本身也是一個閉包，所以nAdd相當於一個setter，可以在函數外部對函數內部的局部變數進行運算。

----------------------------------------- -------------------------------------------------- ------------- 

五、使用閉包的注意點

1）由於閉包會讓函數中的變數都保存在記憶體中，記憶體消耗很大，所以不能濫用閉包，否則會造成網頁的效能問題，在IE中可能導致記憶體外洩。解決方法是，在退出函數之前，將不使用的局部變數全部刪除。

2）闭包会在父函数外部，改变父函数内部变量的值。所以，如果你把父函数当作对象（object）使用，把闭包当作它的公用方法（Public Method），把内部变量当作它的私有属性（private value），这时一定要小心，不要随便

改变父函数内部变量的值。

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六、思考题

如果你能理解下面代码的运行结果，应该就算理解闭包的运行机制了。

Js代码
　　

var name = "The Window";   
　　var object = {   
　　　　name : "My Object",   
　　　　getNameFunc : function(){   
　　　　　　return function(){   
　　　　　　　　return this.name;   
　　　　　};   
　　　　}   
};   
alert(object.getNameFunc()());  //The Window

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JavaScript闭包例子

function outerFun()
 {
  var a=0;
  function innerFun()
  {
   a++;
   alert(a);
  }    
 }
innerFun()

上面的代码是错误的.innerFun()的作用域在outerFun()内部,所在outerFun()外部调用它是错误的.

改成如下,也就是闭包:

Js代码

function outerFun()
{
 var a=0;
 function innerFun()
 {
  a++;
  alert(a);
 }
 return innerFun;  //注意这里
}
var obj=outerFun();
obj();  //结果为1
obj();  //结果为2
var obj2=outerFun();
obj2();  //结果为1
obj2();  //结果为2

什么是闭包:

当内部函数 在定义它的作用域 的外部 被引用时,就创建了该内部函数的闭包 ,如果内部函数引用了位于外部函数的变量,当外部函数调用完毕后,这些变量在内存不会被 释放,因为闭包需要它们.

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再来看一个例子

Js代码

function outerFun()
{
 var a =0;
 alert(a);  
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);

结果是 0,4 .  因为在函数内部使用了var关键字 维护a的作用域在outFun()内部.

再看下面的代码:

Js代码 

function outerFun()
{
 //没有var 
 a =0;
 alert(a);  
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);

结果为 0,0 真是奇怪,为什么呢?

作用域链是描述一种路径的术语,沿着该路径可以确定变量的值 .当执行a=0时,因为没有使用var关键字,因此赋值操作会沿着作用域链到var a=4;  并改变其值.

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如果你对javascript闭包还不是很理解，那么请看下面转载的文章：(转载:http://www.felixwoo.com/archives/247)

一、什么是闭包？

官方”的解释是：闭包是一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式（通常是一个函数），因而这些变量也是该表达式的一部分。
相信很少有人能直接看懂这句话，因为他描述的太学术。其实这句话通俗的来说就是：JavaScript中所有的function都是一个闭包。不过一般来说，嵌套的function所产生的闭包更为强大，也是大部分时候我们所谓的“闭包”。看下面这段代码：

 a  
 i   
 b  i  
 b c  ac

这段代码有两个特点：

1、函数b嵌套在函数a内部；

2、函数a返回函数b。

引用关系如图：

javascript深入理解js閉包

　　这样在执行完var c=a()后，变量c实际上是指向了函数b，再执行c()后就会弹出一个窗口显示i的值(第一次为1)。这段代码其实就创建了一个闭包，为什么？因为函数a外的变量c引用了函数a内的函数b，就是说：

　　当函数a的内部函数b被函数a外的一个变量引用的时候，就创建了一个闭包。

　　让我们说的更透彻一些。所谓“闭包”，就是在构造函数体内定义另外的函数作为目标对象的方法函数，而这个对象的方法函数反过来引用外层函数体中的临时变量。这使得只要目标 对象在生存期内始终能保持其方法，就能间接保持原构造函数体当时用到的临时变量值。尽管最开始的构造函数调用已经结束，临时变量的名称也都消失了，但在目 标对象的方法内却始终能引用到该变量的值，而且该值只能通这种方法来访问。即使再次调用相同的构造函数，但只会生成新对象和方法，新的临时变量只是对应新 的值，和上次那次调用的是各自独立的。

二、闭包有什么作用？

　　简而言之，闭包的作用就是在a执行完并返回后，闭包使得Javascript的垃圾回收机制GC不会收回a所占用的资源，因为a的内部函数b的执行需要依赖a中的变量。这是对闭包作用的非常直白的描述，不专业也不严谨，但大概意思就是这样，理解闭包需要循序渐进的过程。

在上面的例子中，由于闭包的存在使得函数a返回后，a中的i始终存在，这样每次执行c()，i都是自加1后alert出i的值。

　　那 么我们来想象另一种情况，如果a返回的不是函数b，情况就完全不同了。因为a执行完后，b没有被返回给a的外界，只是被a所引用，而此时a也只会被b引 用，因此函数a和b互相引用但又不被外界打扰(被外界引用)，函数a和b就会被GC回收。(关于Javascript的垃圾回收机制将在后面详细介绍)

三、闭包内的微观世界

　　如果要更加深入的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系，我们需要引入另外几个概念：函数的执行环境(excution context)、活动对象(call object)、作用域(scope)、作用域链(scope chain)。以函数a从定义到执行的过程为例阐述这几个概念。

  1. 当定义函数a的时候，js解释器会将函数a的作用域链(scope chain)设置为定义a时a所在的“环境”，如果a是一个全局函数，则scope chain中只有window对象。

  2. 当执行函数a的时候，a会进入相应的执行环境(excution context)。

  3. 在创建执行环境的过程中，首先会为a添加一个scope属性，即a的作用域，其值就为第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域链。

  4. 然后执行环境会创建一个活动对象(call object)。活动对象也是一个拥有属性的对象，但它不具有原型而且不能通过JavaScript代码直接访问。创建完活动对象后，把活动对象添加到a的作用域链的最顶端。此时a的作用域链包含了两个对象：a的活动对象和window对象。

  5. 下一步是在活动对象上添加一个arguments属性，它保存着调用函数a时所传递的参数。

  6. 最后把所有函数a的形参和内部的函数b的引用也添加到a的活动对象上。在这一步中，完成了函数b的的定义，因此如同第3步，函数b的作用域链被设置为b所被定义的环境，即a的作用域。

到此，整个函数a从定义到执行的步骤就完成了。此时a返回函数b的引用给c，又函数b的作用域链包含了对函数a的活动对象的引用，也就是说b可以访问到a中定义的所有变量和函数。函数b被c引用，函数b又依赖函数a，因此函数a在返回后不会被GC回收。

当函数b执行的时候亦会像以上步骤一样。因此，执行时b的作用域链包含了3个对象：b的活动对象、a的活动对象和window对象，如下图所示：

javascript深入理解js閉包

如图所示，当在函数b中访问一个变量的时候，搜索顺序是：

  1. 先搜索自身的活动对象，如果存在则返回，如果不存在将继续搜索函数a的活动对象，依次查找，直到找到为止。

  2. 如果函数b存在prototype原型对象，则在查找完自身的活动对象后先查找自身的原型对象，再继续查找。这就是Javascript中的变量查找机制。

  3. 如果整个作用域链上都无法找到，则返回undefined。

小结，本段中提到了两个重要的词语：函数的定义与执行。文中提到函数的作用域是在定义函数时候就已经确定，而不是在执行的时候确定（参看步骤1和3）。用一段代码来说明这个问题：

 fx  
 g      x    g h  fh

这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。

  • 假设函数h的作用域是在执行alert(h())确定的，那么此时h的作用域链是：h的活动对象->alert的活动对象->window对象。

  • 假设函数h的作用域是在定义时确定的，就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经确定了作用域。那么在执行的时候，h的作用域链为：h的活动对象->f的活动对象->window对象。

如果第一种假设成立，那输出值就是undefined；如果第二种假设成立，输出值则为1。

運行結果證明了第2個假設是正確的，表示函數的作用域確實是在定義這個函數的時候就已經確定了。

四、閉包的應用程式場景
保護函數內的變數安全性。以最開始的例子為例，函數a中i只有函數b才能訪問，而無法透過其他途徑訪問到，因此保護了i的安全性。

  1. 在記憶體中維持一個變數。依然如前例，由於閉包，函數a中i的一直存在於記憶體中，因此每次執行c()，都會給i自加1。

  2. 透過保護變數的安全實作JS私有屬性和私有方法（不能被外部存取）
    私有屬性和方法在Constructor外是無法被存取的


    function Constructor(...) {  
    #  var that = this;  
      var membername = value; p#1] ##}


    3. 以上3點是閉包最基本的應用程式場景，許多經典案例都源自於此。



五、Javascript的垃圾回收機制
在Javascript中，如果一個物件不再被引用，那麼這個物件就會被GC回收。如果兩個物件互相引用，而不再被第3者所引用，那麼這兩個互相引用的物件也會被回收。因為函數a被b引用，b又被a外的c引用，這就是為什麼函數a執行後不會被回收的原因。

 

六、結語#理解JavaScript的閉包是邁向高階JS程式設計師的必經之路，了解其解釋和運作機制才能寫出更安全和優雅的程式碼​​。

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