Javascript的作用域、作用域链以及闭包

一、javascript中的作用域

   ①全局变量-函数体外部进行声明

   ②局部变量-函数体内部进行声明

1)函数级作用域

javascript语言中局部变量不同于C#、Java等高级语言，在这些高级语言内部，采用的块级作用域中会声明新的变量，这些变量不会影响到外部作用域。

而javascript则采用的是函数级作用域，也就是说js创建作用域的单位是函数。

例如：

在C#当中我们写如下代码：

static void Main(string[] args)
{
     for (var x = 1; x < 10; x++)
     {
           Console.WriteLine(x.ToString());
     }
     Console.WriteLine(x.ToString());
}

上面代码会出现如下的编译错误：

The name 'x' does not exist in the current context        

同样在javascript当中写如下代码：

<script>
    function main() {
        for (var x = 1; x < 10; x++) {
             console.log(x.toString());
         }
         console.log(x.toString());
     }
     main();
</script>

输出结果如下：

[Web浏览器] "1"        

[Web浏览器] "2"        

[Web浏览器] "3"        

[Web浏览器] "4"        

[Web浏览器] "5"        

[Web浏览器] "6"        

[Web浏览器] "7"        

[Web浏览器] "8"        

[Web浏览器] "9"        

[Web浏览器] "10"        

这就说明了，“块级作用域”和“函数级作用域”的区别，块级作用域当离开作用域后，外部就不能用了，就像上面的C#例子,"x"离开for循环后就不能用了，但是javascript中不一样，它还可以进行访问。

 

 2)变量提升

再看javascript中作用域的一个特性，例子如下：

function func(){
    console.log(x);
    var x = 1;
    console.log(x);
}        
func();

输出结果：

[Web浏览器] "undefined"        

[Web浏览器] "1"                 

 

如上面的结果：有意思的是，为什么第一个输出是“undefined”呢？这就涉及到javascript中的“变量提升”，其实我感觉叫“声明提升”更好，因为这个机制就是把变量的声明提前到函数的前面。并不会把值也同样提升，也就是为什么第一次没有输出“1”的原因。

上面的代码就相当于：

function func(){
    var x;
    console.log(x);
    var x = 1;
    console.log(x);
}        
func();

3）函数内部用不用“var”对程序的影响

这是个值得注意的地方：

var x = 1;
function addVar(){
    var x = 2;
    console.log(x);            
}
addVar();
console.log(x);

输出：

[Web浏览器] "2"        

[Web浏览器] "1"        

当在函数内部去掉var之后，再执行：

 var x = 1;
 function delVar(){
       x = 2;
       console.log(x);            
  }
 delVar();
 console.log(x);

[Web浏览器] "2"        

[Web浏览器] "2"        

上面的例子说明了，在函数内部如果在声明变量没有使用var，那么声明的变量就是全局变量。

二、javascript的作用域链

先看如下的代码：

var name="Global";
function t(){
        var name="t_Local";
        
        function s1(){
            var name="s1_Local";
                console.log(name);
        }
        function s2(){
                console.log(name);
        }
        s1();
        s2(); 
}
t(); 

输出结果：

[Web浏览器] "s1_Local"

[Web浏览器] "t_Local"

那么就有几个问题：

1.为什么第二次输出的不是s1_Local?

2.为什么不是Global？

解决这个两个问题就在于作用域链…

下面就解析一下这个过程，

 

例如当上面程序创建完成的时候，会形成上图中的链状结构（假想的），所以每次调用s1()函数的时候，console.log(name);先会在他自己的作用域中寻找name这个变量，这里它找到name=“s1_Local”，所以就输出了s1_Local,而每次调用s2()的时候，它和s1()函数过程一样，只不过在自身的作用域没有找到，所以向上层查找，在t()函数中找到了，于是就输出了"t_Local"。

同样如果我们可以验证一下，如果把t中的name删除，可以看看输出是不是“Global”

结果如下：

[Web浏览器] "s1_Local"

[Web浏览器] "Global"        

当然具体每一个作用域直接是如何连接的，请参考

http://www.cnblogs.com/lhb25/archive/2011/09/06/javascript-scope-chain.html

其中也说明了为什么JS当中应该尽量减少with关键字的使用。

三、闭包

了解了作用域和作用域链的概念之后，再去理解闭包就相对容易了。

1.闭包第一个作用

还是先看例子：

function s1() {
    var x = 123;
    return s2();
}

function s2() {
    return x;
}

alert(s1());

这里我想弹出x的值，但是却发生了错误 "Uncaught ReferenceError: x is not defined"，根据作用域链的知识，了解到因为s2中没有x的定义，并且向上找全局也没有x定义，所以就报错了。也就是说s1和s2不能够共享x的值。

那么问题来了，我想要访问s1当中的x，怎么弄？

修改代码如下：

function s1() {
    var x = 123;
    return function(){
        return x;
    };
}
    
var test = s1();
console.log(test());

结果为：

[Web浏览器] "123"        

解释：因为function本质也是数据，所以它和x的作用域相同，可以访问x。这样就相当于对外部开放了一个可以访问内部变量的接口。

还可以怎么玩，稍微修改一下代码

var func;
function f(){
var x='123';
func=function(){
    return x;
    };
}
f();
alert(func());

定义一个全局的变量，然后在函数内部让其等于一个函数，这样就可以通过这个全局变量来进行访问x了。

综上：闭包是啥？闭包就相当于函数外部和内部的桥梁，通过闭包可以在外部访问函数内部的变量。这也是闭包的第一个作用。

2.闭包的第二个作用

先看代码：

function f1(){
    var n=1;
    add=function(){
        n+=1;
    };
    function f2(){
        console.log(n);
        return '输出完成';
    }
    return f2;
}
var res=f1();
console.log(res());
add();
console.log(res());

输出结果：

[Web浏览器] "1"

[Web浏览器] "输出完成"

[Web浏览器] "2"

[Web浏览器] "输出完成"

 

问题为什么第二次输出的结果n变成了2，没有被清除？

我的理解:res是一个全局变量，一直驻留在内存当中，它就相当于f2函数，f2函数又要依赖于f1函数，所以f1也驻留在内存当中，保证不被GC所回收，每一次调用add函数的时候，就相当于把f1中的n重新赋值了，这样n的值就变化了。这也是闭包的第二个作用，可以让变量的值始终保存在内存当中。

3.闭包的应用

①可以做访问控制（相当于C#当中的属性）

//定义两个变量，用于存储取值和存值
var get,set; 
//定义一个自调用函数，设定set和get方法
(function(){
    //设定x的默认值
    var x = 0;
    set = function(n){
        x = n;
    }
    get = function(){
        return x;
    }
})();

console.log(get());
set(5);
console.log(get());

输出结果：

[Web浏览器] "0"

[Web浏览器] "5"

②可以用做迭代器

//定义一个函数，里面使用了闭包
function foo(myArray){
    var i=0;
    //闭包迭代器
    next=function(){
        //每次返回数组的当前值，下标+1
        return myArray[i++];
    }
}
//调用foo，参数为一个数组
foo(['a','b','c','d']);
//每次调用next都会打印数组的一个值
console.log(next());
console.log(next());
console.log(next());
console.log(next());

输出结果：

[Web浏览器] "a"

[Web浏览器] "b"

[Web浏览器] "c"

[Web浏览器] "d"

③闭包在循环中的使用

例1
function f(){
    var a=[];
    var i;
    for(i=0;i<3;i++){
        a[i]=function(){
            return i;
        };
    }
    return a;
}
var test=f();
console.log(test[0]());
console.log(test[1]());
console.log(test[2]());

输出结果：

[Web浏览器] "3"

[Web浏览器] "3"

[Web浏览器] "3"

为什么结果不是0、1、2？

这里我们使用了闭包，每次循环都指向了同一个局部变量i，但是闭包不会记录每一次循环的值，只保存了变量的引用地址，所以当我们在调用test[0]()、test[1]()、test[2]()的时候都返回的是for循环最后的值，也就是3的时候跳出了循环。

例2：我想输出0,1,2怎么搞？

function f(){
    var a=[];
    var i;
    for(i=0;i<3;i++){
        a[i]=(function(x){
            return function(){
                return x;
            }
        })(i);
    }
    return a;
}
var test=f();
console.log(test[0]());
console.log(test[1]());
console.log(test[2]());

结果：

[Web浏览器] "0"

[Web浏览器] "1"

[Web浏览器] "2"

关于这个为什么和上面不一样，我在知乎上找到了一篇文章，总结的非常好，

★★★★★引用自：http://www.zhihu.com/question/33468703