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  • 全面理解JavaScript中的闭包的含义及用法

    1、什么是闭包
    • 闭包:闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数;闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。
    • 闭包的形式:即内部函数能够使用它所在级别的外部函数的参数,属性或者内部函数等,并且能在包含它们的外部函数之外被调用,就会形成闭包。
    • 理解闭包相关联的几个重要概念:变量作用域、作用域链、垃圾回收机制、函数嵌套等。
    • 变量作用域:变量的作用域无非就是两种:全局变量和局部变量。
    • 作用域链:是指在函数定义时创建,用于查找使用到的变量值的索引。当函数需要查询到一个变量值的时候,js解释器会从本地变量开始向上查找直到全局变量,找到则返回;没有找到,直到找到最后,返回undefined。
    • 垃圾回收机制
    1、当函数在执行过程中,内部定义的变量一般会被保存在内存空间当中。当函数执行完毕后,内存会被清空,变量会被销毁。
    2、如果出现内部函数有使用到外部定义变量的情况,js解释器会把内部函数和他用到的变量一起保存起来,从而形成了闭包。这种变量不会被内存回收机制回收,直到内部函数被删除后,闭包才销毁。
    2、变量的作用域
    要理解闭包,首先要理解变量的作用域。

    变量的作用域无非就是两种:全局变量和局部变量。

    Javascript语言的特殊之处,就在于函数内部可以直接读取全局变量。

    其中内部函数中可以访问外部函数的变量,是因为内部函数的作用域链中包含了外部函数的作用域;

    也可以理解为:内部函数的作用范围辐射到了外部函数的作用范围;
    var n=999;
    function f1(){
     alert(n);
    }
    f1(); // 999
    另一方面,在函数外部自然无法读取函数内的局部变量。
    function f1(){
     var n=999;
    }
    alert(n); // error

    这里有一个地方需要注意,函数内部声明变量的时候,一定要使用var命令。如果不用的话,你实际上声明了一个全局变量!

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

    3、闭包的几种写法和用法

    3.1、给函数添加一些属性

    function Circle(r) {  
          this.r = r;  
    }  
    Circle.PI = 3.14159;  
    Circle.prototype.area = function() {  
         return Circle.PI * this.r * this.r;  
    }  
    var c = new Circle(1.0);     
    alert(c.area()); //3.14159

    3.2、是声明一个变量,将一个函数当作值赋给变量

    var Circle = function() {  
          var obj = new Object();  
          obj.PI = 3.14159;  
         
          obj.area = function( r ) {  
               return this.PI * r * r;  
       }  
           return obj;  
    }    
    var c = new Circle();  
    alert( c.area( 1.0 ) );  //3.14159

    3.3、这种方法使用较多,也最为方便。var obj = {}就是声明一个空的对象

    var Circle={  
         "PI":3.14159,  
         "area":function(r){  
                 return this.PI * r * r;  
          }  
    };  
    alert( Circle.area(1.0) );//3.14159

    4、闭包的主要作用

    闭包的主要作用有两个:一个是前面提到的可以读取函数内部的变量,另一个就是让这些变量的值始终保持在内存中。

    4.1、如何从外部读取局部变量?

    出于种种原因,我们有时候需要得到函数内的局部变量。但是,前面已经说过了,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(){
        alert(n); // 999
      }
    }

    在上面的代码中,函数f2就被包括在函数f1内部,这时f1内部的所有局部变量,对f2都是可见的。但是反过来就不行,f2内部的局部变量,对f1就是不可见的。这就是Javascript语言特有的"链式作用域"结构(chain scope),子对象会一级一级地向上寻找所有父对象的变量。所以,父对象的所有变量,对子对象都是可见的,反之则不成立。

    既然f2可以读取f1中的局部变量,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!

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

    4.2、如何将变量的值始终保存在内存当中?

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

    在这段代码中,result实际上就是闭包f2函数。它一共运行了两次,第一次的值是999,第二次的值是1000。这证明了,函数f1中的局部变量n一直保存在内存中,并没有在f1调用后被自动清除。

    为什么会这样呢?原因就在于f1是f2的父函数,而f2被赋给了一个全局变量,这导致f2始终在内存中,而f2的存在依赖于f1,因此f1也始终在内存中,不会在调用结束后,被垃圾回收机制(garbage collection)回收。

    这段代码中另一个值得注意的地方,就是"nAdd=function(){n+=1}"这一行,首先在nAdd前面没有使用var关键字,因此nAdd是一个全局变量,而不是局部变量。其次,nAdd的值是一个匿名函数(anonymous function),而这个匿名函数本身也是一个闭包,所以nAdd相当于是一个setter,可以在函数外部对函数内部的局部变量进行操作。

    5、闭包与this对象

    在闭包中使用this对象可能会导致一些问题。因为匿名函数的执行具有全局性,因此其this对象通常指向window。通过存储本地变量,利用return返回匿名函数的方法,来获取或更新外层变量。代码如下:

    var name = "The window";
    var object = {
        name:"My object",
        getNameFun:function(){
                return function(){
                    return this.name;
               };
        }
    };
    alert(object.getNameFun(){});     //"The window"(在非严格模式下)

    把外部作用域中的this对象保存在一个闭包能够访问的变量里面,就可以让闭包访问该对象了。通过设置变量that来进行变量转移,将全局变量转移到内部变量。代码如下:

    var name = "The window";
    var object = {
        name:"My object",
        getNameFun:function(){
                var that = this;//用that变量来指代全局变量
                return function(){
                    return that.name;
               };
        }
    };
    alert(object.getNameFun(){});     //“My object”

    让内部函数在循环创建的时候立即执行,并且捕捉当前的索引值,然后记录在自己的一个本地变量里.然后利用返回函数的方法,重写内部函数,让下一次调用的时候,返回本地变量的值.

    var result = [];
        function foo(){
            for (var i=0;i<3;i++){
                result[i] = (function(j){
                    return function(){
                        alert(j);
                    };
                })(i);//(function(){}()),内部函数通过将变量i保存到本地,赋值给j,通过return返回匿名函数,重写内部函数。
         }
    };
    foo();
    result[0](); // 0
    result[1](); // 1
    result[2](); // 2

     6、闭包与内存泄露

    具体来说,如果闭包的作用域中保存着一个HTML元素,那么就意味着该元素无法被销毁。如下:

    function assignHandler(){
         var element = document.getElementById("someElement");
         element.onclick = function(){
            alert(element.id);
        }
    }
    以上代码创建了一个作为element元素事件处理程序的闭包,而这个闭包则又创建了一个循环引用。由于匿名函数保存了一个对assignHandler()的活动对象的引用,因此会导致无法减少element的引用数。只要匿名函数存在,element的引用数至少也是1,因此他所占用的内存就不会被回收。
    通过改写代码来解决内部不能回收问题:
    function assignHandler(){
         var element = document.getElementById("someElement");
         var id = element.id;
         element.onclick = function(){
            alert(id);
        }
        element = null;
    }

    以上代码,实现闭包不直接引用element,包含函数的活动对象中也仍然会保存一个引用。因此,有必要把element的变量设置为null,这样就可以正常回收其占用的内存。

    7、闭包的缺点

    1)由于闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中,内存消耗很大,所以不能滥用闭包,否则会造成网页的性能问题,在IE中可能导致内存泄露。解决方法是,在退出函数之前,将不使用的局部变量全部删除。

    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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