前言
在js中,闭包是一个很重要又相当不容易完全理解的要点,在阅读《javascript高级程序设计》中的闭包章节时,树上的内容十分晦涩难懂,网上关于讲解闭包的文章非常多,但是也是对于初学小白十分不友好,因此总结了闭包的一些知识,有不对的地方希望大家予以指正。
1.执行环境和活动对象
** - 执行环境(execution context)定义了变量或者函数有权访问的其他数据,每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object),执行环境中定义的变量和函数就保存在这个变量对象中;
全局执行环境是最外围的一个执行环境,通常被认为是window对象
执行环境和变量对象在运行函数**时生成
执行环境中的所有代码执行完以后,执行环境被销毁,保存在其中的变量和函数也随之销毁;(全局执行环境到应用退出时销毁)
2.作用域链
function compare(value1,value2){ if(value1 < value2){ return -1; }else if(value1 > value2){ return 1; }esle{ return 0; } } var result = compare(5,10);
以上代码的作用域链可以用下图展示(书上截图下来,哈),当var result = compare(5,10);处代码运行时,会形成下图所示的执行环境,执行环境中需要的参数会在作用域链中一次向下搜寻,最后一层就是全局环境。
闭包
第一步
首先我们来实现一个对Array
的求和。通常情况下,求和的函数是这样定义的:
function sum(arr) { return arr.reduce(function (x, y) { return x + y; }); } sum([1, 2, 3, 4, 5]); // 15
但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数!
function lazy_sum(arr) { var sum = function () { return arr.reduce(function (x, y) { return x + y; }); } return sum; }
当我们调用lazy_sum()
时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:
var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); // function sum()
调用函数f
时,才真正计算求和的结果:
f(); // 15
在这个例子中,我们在函数lazy_sum
中又定义了函数sum
,并且,内部函数sum
可以引用外部函数lazy_sum
的参数和局部变量,当lazy_sum
返回函数sum
时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。
请再注意一点,当我们调用lazy_sum()
时,每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数:
var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); f1 === f2; // false
f1()
和f2()
的调用结果互不影响。,这是为什么呢,因为在上述代码的第一行和第二行执行时,会形成两个互不影响的执行环境和作用域链,相关的参数和变量都保存在自己的执行环境中。
再看一个例子:
function A(){ var x = 1; return function(){ x++; console.log(x); } } var m1 = A();//第一次执行A函数 m1();//2 m1();//3 var m2 = A();//第二次执行A函数 m2();//2 m1();//4
执行的过程可以用下图表示:
不要慌,图上虽然画的有点乱,但是其实很简单:左半部分和上面简单闭包的例子,其实是完全一样的,而右边半部分,与左边其实是完全对称的;注意看图上的重点:每次执行A函数时,都会生成一个A的活动变量和执行环境,执行完毕以后,A的执行环境销毁,但是活动对象由于被闭包函数引用,所以仍然保留,所以,最终剩下两个A的变量对象,因此m1和m2在操作x时,指向的是不同的数据,执行环境和变量对象在运行函数时生成。
执行环境中的所有代码执行完以后,执行环境被销毁,保存在其中的变量和函数也随之销毁;(全局执行环境到应用退出时销毁)
现在来回答三个问题:
1.(为什么连续执行m1的时候,x的值在递增?)
answer:因为m1在引用的活动对象A一直没有释放(想释放的话可以让m1=null),所以x的值一直递增。
2.定义函数m2的时候,为什么x的值重新从1开始了?
answer:因为又一次运行了A函数,生成一个新的A的活动对象,所以m2的作用域链引用的是一个新的x值。
3.m1和m2里面的x为什么是相互独立,各自维持的?
answer:因为在定义m1和m2的时候,分别运行了A函数,生成了两个活动对象,所以,m1和m2的作用域链是指向不同的A的活动对象的。
另一个需要注意的问题是:返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了f()
才执行
function count() { var arr = []; for (var i=1; i<=3; i++) { arr.push(function () { return i * i; }); } return arr; } var results = count(); var f1 = results[0]; var f2 = results[1]; var f3 = results[2]; f1(); // 16 f2(); // 16 f3(); // 16
你可能认为调用f1()
,f2()
和f3()
结果应该是1
,4
,9
,但实际结果却是16,16,16.
原因就在于返回的函数引用了变量i
,但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时,数组里保存的实际上是3个包含i变量的函数,直到调用f1(),f2(),f3()时,i值才会被代入并执行结果。因此最终结果为16
。
返回闭包时牢记的一点就是:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。
如果一定要引用循环变量怎么办?方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:
function count() { var arr = []; for (var i=1; i<=3; i++) { arr.push((function (n) { return function () { return n * n; } })(i)); } return arr; } var results = count(); var f1 = results[0]; var f2 = results[1]; var f3 = results[2]; f1(); // 1 f2(); // 4 f3(); // 9
注意这里用了一个“创建一个匿名函数并立刻执行”的语法,定义完之后马上运行结果:
(function (x) { return x * x; })(3); // 9
理论上讲,创建一个匿名函数并立刻执行可以这么写:
function (x) { return x * x } (3);
但是由于JavaScript语法解析的问题,会报SyntaxError错误,因此需要用括号把整个函数定义括起来:
(function (x) { return x * x }) (3);
通常,一个立即执行的匿名函数可以把函数体拆开,一般这么写:
(function (x) { return x * x; })(3);
说了这么多,难道闭包就是为了返回一个函数然后延迟执行吗?
当然不是!闭包有非常强大的功能。举个例子:
function create_counter(initial) { var x = initial || 0; return { inc: function () { x += 1; return x; } } }
var c1 = create_counter();
c1.inc(); // 1
c1.inc(); // 2
c1.inc(); // 3
var c2 = create_counter(10);
c2.inc(); // 11
c2.inc(); // 12
c2.inc(); // 13
在返回的对象中,实现了一个闭包,该闭包携带了局部变量x
,并且,从外部代码根本无法访问到变量x
。换句话说,闭包就是携带状态的函数,并且它的状态可以完全对外隐藏起来。
闭包还可以把多参数的函数变成单参数的函数。例如,要计算xy可以用Math.pow(x, y)
函数,不过考虑到经常计算x2或x3,我们可以利用闭包创建新的函数pow2
和pow3
:
function make_pow(n) { return function (x) { return Math.pow(x, n); } } // 创建两个新函数: var pow2 = make_pow(2); var pow3 = make_pow(3); pow2(5); // 25 pow3(7); // 343
小结
总之,闭包问题还是需要多看看网上的文章和例子,本文是本人在阅读《javascript高级程序设计》中的执行环境,作用域链,匿名函数等章节之后,对闭包问题联合网上大神博客进行的总结,回头再看书上的内容才豁然开朗,有不对的地方希望大家多多指教,本人也是新手上路,(*^__^*) 嘻嘻……