JavaScript之闭包(Closures)
- 闭包
- 闭包和引用
- 参考资料
闭 包是 JavaScript 的重要特性,非常强大,可用于执行复杂的计算,可并不容易理解,尤其是对之前从事面向对象编程的人来说,对 JavaScript 认识和编程显得更难。特别是在看一些开源的 JavaScript 代码时感觉尤其如此,跟看天书没什么区别。
一 般情况下,人们认识一个事物,会根据之前的经验,进行对比和总结,在脑中建立一个模型,从而理解掌握它,但是 JavaScript 与面向对象编程实在“没有可比性”,最明显的是某过于写法,总觉得“怪怪的”,更不用说,其一些高级特性。如果说“对象”在面向对象编程时的出现相当有规 律,但是在 JavaScript 中则毫无规律,无处不在,甚至在你意想不到的地方。
首先看两段代码。
示例 1:
var sMessage = "hello world";
function sayHelloWorld() {
alert(sMessage);
}
sayHelloWorld();
示例 2:
var iBaseNum = 10;
function addNum(iNum1, iNum2) {
function doAdd() {
return iNum1 + iNum2 + iBaseNum;
}
return doAdd();
}
示例 1 和示例 2 都是闭包,只是 2 比 1 复杂,甚至还有更复杂的写法,比如返回多个闭包。
示例 1,脚本被载入内存后,并没有为函数 sayHelloWorld() 计算变量 sMessage 的值。该函数捕获 sMessage 的值只是为了以后的使用,也就是说,解释程序知道在调用该函数时要检查 sMessage 的值。sMessage 将在函数调用 sayHelloWorld() 时(最后一行)被赋值,显示消息 "hello world"。
示例 2,函数 addNum() 包括函数 doAdd() (闭包)。内部函数是一个闭包,因为它将获取外部函数的参数 iNum1 和 iNum2 以及全局变量 iBaseNum 的值。 addNum() 的最后一步调用了 doAdd(),把两个参数和全局变量相加,并返回它们的和。
这里要掌握的重要概念是,doAdd() 函数根本不接受参数,它使用的值是从执行环境中获取的。
闭包
闭包,根据 ECMAScript 描述,词法(lexically)表示包括不被计算的变量的函数,函数可以使用函数之外定义的变量,它意味着当前作用域总能够访问外部作用域中的变量。函 数是 JavaScript 中唯一拥有自身作用域的结构,因此闭包的创建依赖于函数。函数内部的函数访问其所在函数的变量(局部变量、形参),这些变量会受到内部函数的影响,当其外部函数外被调用时,就会形成闭包。内部的函数会在其外部函数返回后,被执行。
示例 3:
function foo() {
var a = 10;
function bar() {
a *= 2;
return a;
}
return bar; // 返回内部函数 bar
}
var baz = foo();
baz(); // 20
说明:
- foo 是 bar 的外部函数,bar 是 foo 的内部函数;a 是 foo 的局部变量;
- bar 访问 foo 的局部变量 a;
- foo 返回 bar。
- bar 在 foo 的外部被调用。
当执行 baz() 后,闭包使 Javascript 垃圾回收机制不会回收 foo 所占的资源。因为,baz 实际指向 foo 的内部函数 bar,bar 依赖 foo 的局部变量 a。这样,在执行 var baz=foo() 后,baz 实际指向了 bar,而不是 foo。bar 访问了 foo 的局部变量 a,当执行 baz() 后,a 为 20。这就形成了一个闭包。如下图所示:
图 1
如果把 foo 看作是一个包,根据剪头指示,形成了一个闭包。结果是局部变量 a 的持久性(如示例 4 所示)。下面代码就不是闭包。无论执行多少次,都是显示 20。
示例 4:
function foo() {
var a = 10;
function bar() {
alert(a *= 2);
}
bar();
}
foo(); // 20
foo(); // 20
foo(); // 20
从以上两个示例看,闭包有点类似于面向对象的接口和委托,——只是调用方法而无需知道具体细节。
示例 5:
function foo() {
var a = 10;
function bar() {
a *= 2;
return a;
}
return bar;
}
var baz = foo();
baz(); // 20
baz(); // 40
baz(); // 80
var blat = foo();
blat(); // 20
闭包和引用
模拟私有变量
代码 6:
function Counter(start) {
var count = start;
return {
increment: function () {
count++;
},
get: function () {
return count;
}
}
}
var foo = Counter(4);
foo.increment();
foo.get(); // 5
这里,Counter 函数返回两个闭包,函数 increment 和函数 get。 这两个函数都维持着 对外部作用域 Counter 的引用,因此总可以访问此作用域内定义的变量 count.
为什么不能在外部访问私有变量
因为 JavaScript 中不可以对作用域进行引用或赋值,因此没有办法在外部访问 count 变量,唯一的途径就是通过上面那两个闭包。
var foo = new Counter(4);
foo.hack = function() {
count = 1337;
};
上面的代码不会改变定义在 Counter 作用域中的 count 变量的值,因为 foo.hack 没有 定义在那个作用域内。它将会创建或者覆盖全局变量 count。
循环中的闭包
一个常见的错误出现在循环中使用闭包,假设我们需要在每次循环中调用循环序号,
for(var i = 0; i < 10; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
}
上面的代码不会输出数字 0 到 9,而是会输出数字 10 十次。
当 console.log 被调用的时候,匿名函数保持对外部变量 i 的引用,此时for循环已经结束, i 的值被修改成了 10.
为了得到想要的结果,需要在每次循环中创建变量 i 的拷贝。
避免引用错误
为了正确的获得循环序号,最好使用 匿名包裹器(自执行匿名函数)。
for(var i = 0; i < 10; i++) {
(function(e) {
setTimeout(function() {
console.log(e);
}, 1000);
})(i);
}
外部的匿名函数会立即执行,并把 i 作为它的参数,此时函数内 e 变量就拥有了 i 的一个拷贝。
当传递给 setTimeout 的匿名函数执行时,它就拥有了对 e 的引用,而这个值是不会被循环改变的。
有另一个方法完成同样的工作;那就是从匿名包装器中返回一个函数。这和上面的代码效果一样。
for(var i = 0; i < 10; i++) {
setTimeout((function(e) {
return function() {
console.log(e);
}
})(i), 1000)
}
参考资料
- w3c 闭包
- WIKI 闭包
- JavaScript Garden Closure
- 闭包的概念、形式与应用 (IBM DeveloperWorks)
- 跨越边界: 闭包 (IBM DeveloperWorks)