js闭包的作用
js闭包的用途详解
我们来看看闭包的用途。事实上,通过使用闭包,我们可以做很多事情。比如模拟面向对象的代码风格;更优雅,更简洁的表达出代码;在某些方面提升代码的执行效率。
1 匿名自执行函数
我们知道所有的变量,如果不加上var关键字,则默认的会添加到全局对象的属性上去,这样的临时变量加入全局对象有很多坏处,
比如:别的函数可能误用这些变量;造成全局对象过于庞大,影响访问速度(因为变量的取值是需要从原型链上遍历的)。
除了每次使用变量都是用var关键字外,我们在实际情况下经常遇到这样一种情况,即有的函数只需要执行一次,其内部变量无需维护,
比如UI的初始化,那么我们可以使用闭包:
var datamodel = {
table : [],
tree : {}
};
(function(dm){
for(var i = 0; i < dm.table.rows; i++){
var row = dm.table.rows[i];
for(var j = 0; j < row.cells; i++){
drawCell(i, j);
}
}
//build dm.tree
})(datamodel);
我们创建了一个匿名的函数,并立即执行它,由于外部无法引用它内部的变量,
因此在执行完后很快就会被释放,关键是这种机制不会污染全局对象。
2缓存
再来看一个例子,设想我们有一个处理过程很耗时的函数对象,每次调用都会花费很长时间,
那么我们就需要将计算出来的值存储起来,当调用这个函数的时候,首先在缓存中查找,如果找不到,则进行计算,
然后更新缓存并返回值,如果找到了,直接返回查找到的值即可。闭包正是可以做到这一点,因为它不会释放外部的引用,
从而函数内部的值可以得以保留。
var CachedSearchBox = (function(){
var cache = {},
count = [];
return {
attachSearchBox : function(dsid){
if(dsid in cache){//如果结果在缓存中
return cache[dsid];//直接返回缓存中的对象
}
var fsb = new uikit.webctrl.SearchBox(dsid);//新建
cache[dsid] = fsb;//更新缓存
if(count.length > 100){//保正缓存的大小<=100
delete cache[count.shift()];
}
return fsb;
},
clearSearchBox : function(dsid){
if(dsid in cache){
cache[dsid].clearSelection();
}
}
};
})();
CachedSearchBox.attachSearchBox("input1");
这样,当我们第二次调用CachedSearchBox.attachSerachBox(“input1”)的时候,
我们就可以从缓存中取道该对象,而不用再去创建一个新的searchbox对象。
3 实现封装
可以先来看一个关于封装的例子,在person之外的地方无法访问其内部的变量,而通过提供闭包的形式来访问:
var person = function(){
//变量作用域为函数内部,外部无法访问
var name = "default";
return {
getName : function(){
return name;
},
setName : function(newName){
name = newName;
}
}
}();
print(person.name);//直接访问,结果为undefined
print(person.getName());
person.setName("abruzzi");
print(person.getName());
得到结果如下:
undefined
default
abruzzi
4 闭包的另一个重要用途是实现面向对象中的对象,传统的对象语言都提供类的模板机制,
这样不同的对象(类的实例)拥有独立的成员及状态,互不干涉。虽然JavaScript中没有类这样的机制,但是通过使用闭包,
我们可以模拟出这样的机制。还是以上边的例子来讲:
function Person(){
var name = "default";
return {
getName : function(){
return name;
},
setName : function(newName){
name = newName;
}
}
};
var john = Person();
print(john.getName());
john.setName("john");
print(john.getName());
var jack = Person();
print(jack.getName());
jack.setName("jack");
print(jack.getName());
运行结果如下:
default
john
default
jack
由此代码可知,john和jack都可以称为是Person这个类的实例,因为这两个实例对name这个成员的访问是独立的,互不影响的。
-
一、变量的作用域
要理解闭包,首先必须理解Javascript特殊的变量作用域。
变量的作用域无非就是两种:全局变量和局部变量。
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。
Js代码
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。
Js代码
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!
Js代码
function f1(){
n=999;
}
f1();
alert(n); // 999
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二、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。
Js代码
function f1(){
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!
Js代码
function f1(){
n=999;
function f2(){
alert(n);
}
return f2;
}
var result=f1();
result(); // 999
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三、闭包的概念
上一节代码中的f2函数,就是闭包。
各种专业文献上的“闭包”(closure)定义非常抽象,很难看懂。我的理解是,闭包就是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局部变量,因此可以把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。
所以,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。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------b
四、闭包的用途
闭包可以用在许多地方。它的最大用处有两个,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。
怎么来理解这句话呢?请看下面的代码。
Js代码
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。
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五、使用闭包的注意点
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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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:
function a() {
var i = 0;
function b() { alert(++i); }
return b;
}
var c = a();
c();
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:
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。
- 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。
- 当执行函数a的时候,a会进入相应的执行环境(excution context)。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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:
如图所示,当在函数b中访问一个变量的时候,搜索顺序是:
- 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。
- 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。
- 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:
function f(x) {
var g = function () { return x; }
return g;
}
var h = f(1);
alert(h());
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。
运行结果证明了第2个假设是正确的,说明函数的作用域确实是在定义这个函数的时候就已经确定了。
四、闭包的应用场景
保护函数内的变量安全。以最开始的例子为例,函数a中i只有函数b才能访问,而无法通过其他途径访问到,因此保护了i的安全性。
- 在内存中维持一个变量。依然如前例,由于闭包,函数a中i的一直存在于内存中,因此每次执行c(),都会给i自加1。
- 通过保护变量的安全实现JS私有属性和私有方法(不能被外部访问)
私有属性和方法在Constructor外是无法被访问的function Constructor(...) {
var that = this;
var membername = value;
function membername(...) {...}
}
以上3点是闭包最基本的应用场景,很多经典案例都源于此。
五、Javascript的垃圾回收机制
在Javascript中,如果一个对象不再被引用,那么这个对象就会被GC回收。如果两个对象互相引用,而不再被第3者所引用,那么这两个互相引用的对象也会被回收。因为函数a被b引用,b又被a外的c引用,这就是为什么函数a执行后不会被回收的原因。
六、结语
理解JavaScript的闭包是迈向高级JS程序员的必经之路,理解了其解释和运行机制才能写出更为安全和优雅的代码。
什么是闭包?
先看一段代码:
function a(){ var n = 0; function inc() { n++; console.log(n); } inc(); inc(); } a(); //控制台输出1,再输出2
简单吧。再来看一段代码:
function a(){ var n = 0; this.inc = function () { n++; console.log(n); }; } var c = new a(); c.inc(); //控制台输出1 c.inc(); //控制台输出2
简单吧。
什么是闭包?这就是闭包!
有权访问另一个函数作用域内变量的函数都是闭包。这里 inc 函数访问了构造函数 a 里面的变量 n,所以形成了一个闭包。
再来看一段代码:
function a(){ var n = 0; function inc(){ n++; console.log(n); } return inc; } var c = a(); c(); //控制台输出1 c(); //控制台输出2
看看是怎么执行的:
var c = couter(),这一句 couter()返回的是函数 inc,那这句等同于 var c = inc;
c(),这一句等同于 inc(); 注意,函数名只是一个标识(指向函数的指针),而()才是执行函数。
后面三句翻译过来就是: var c = inc; inc(); inc();,跟第一段代码有区别吗? 没有。
什么是闭包?这就是闭包!
所有的教科书教程上都喜欢用最后一段来说明闭包,但我觉得这将问题复杂化了。这里面返回的是函数名,没看过谭浩强C/C++程序设计的同学可能一下子没反应出带不带()的区别,也就是说这种写法自带一个陷阱。虽然这种写法更显高大上,但我还是喜欢将问题单一化,看看代码 1 和代码 2,你还会纠结函数的调用,你会纠结 n 的值吗?
为啥要这样写?
我们知道,js的每个函数都是一个个小黑屋,它可以获取外界信息,但是外界却无法直接看到里面的内容。将变量 n 放进小黑屋里,除了 inc 函数之外,没有其他办法能接触到变量 n,而且在函数 a 外定义同名的变量 n 也是互不影响的,这就是所谓的增强“封装性”。
而之所以要用 return 返回函数标识 inc,是因为在 a 函数外部无法直接调用 inc 函数,所以 return inc 与外部联系起来,代码 2 中的 this 也是将 inc 与外部联系起来而已。
常见的陷阱
看看这个:
function createFunctions(){ var result = new Array(); for (var i=0; i < 10; i++){ result[i] = function(){ return i; }; } return result; } var funcs = createFunctions(); for (var i=0; i < funcs.length; i++){ console.log(funcs[i]()); }
乍一看,以为输出 0~9 ,万万没想到输出10个10?
这里的陷阱就是:函数带()才是执行函数! 单纯的一句 var f = function() { alert('Hi'); }; 是不会弹窗的,后面接一句 f(); 才会执行函数内部的代码。上面代码翻译一下就是:
var result = new Array(), i; result[0] = function(){ return i; }; //没执行函数,函数内部不变,不能将函数内的i替换! result[1] = function(){ return i; }; //没执行函数,函数内部不变,不能将函数内的i替换! ... result[9] = function(){ return i; }; //没执行函数,函数内部不变,不能将函数内的i替换! i = 10; funcs = result; result = null; console.log(i); // funcs[0]()就是执行 return i 语句,就是返回10 console.log(i); // funcs[1]()就是执行 return i 语句,就是返回10 ... console.log(i); // funcs[9]()就是执行 return i 语句,就是返回10
为什么只垃圾回收了 result,但却不收了 i 呢? 因为 i 还在被 function 引用着啊。好比一个餐厅,盘子总是有限的,所以服务员会去巡台回收空盘子,但还装着菜的盘子他怎么敢收? 当然,你自己手动倒掉了盘子里面的菜(=null),那盘子就会被收走了,这就是所谓的内存回收机制。
至于 i 的值怎么还能保留,其实从文章开头一路读下来,这应该没有什么可以纠结的地方。盘子里面的菜,吃了一块不就应该少一块吗?
总结一下
闭包就是一个函数引用另外一个函数的变量,因为变量被引用着所以不会被回收,因此可以用来封装一个私有变量。这是优点也是缺点,不必要的闭包只会徒增内存消耗!另外使用闭包也要注意变量的值是否符合你的要求,因为他就像一个静态私有变量一样。闭包通常会跟很多东西混搭起来,接触多了才能加深理解,这里只是开个头说说基础性的东西。