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深入理解js 閉包

要理解閉包,首先必須理解Javascript特殊的變數作用域。
變數的作用域無非就是兩種:全域性變數和區域性變數。
Javascript語言的特殊之處,就在於函式內部可以直接讀取全域性變數。

Js程式碼

  var n=999;
  function f1(){
    alert(n);
  }
  f1(); // 999
另一方面,在函式外部自然無法讀取函式內的區域性變數。

Js程式碼

  function f1(){
    var n=999;
  }
  alert(n); // error
這裡有一個地方需要注意,函式內部宣告變數的時候,一定要使用var命令。如果不用的話,
你實際上聲明瞭一個全域性變數!

Js程式碼

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

二、如何從外部讀取區域性變數?

正常情況下,這是辦不到的,只有通過變通方法才能實現。那就是在函式的內部,再定義一個函式。

Js程式碼

  function f1(){
    n=999;
    function f2(){
      alert(n); // 999
    }
  }
    在上面的程式碼中,函式f2就被包括在函式f1內部,這時f1內部的所有區域性變數,
    這就是Javascript語言特有的“鏈式作用域”結構(chain scope),
    子物件會一級一級地向上尋找所有父物件的變數。所以,父物件的所有變數,
    對子物件都是可見的,反之則不成立。
    可以在f1外部讀取它的內部變量了嗎!

Js程式碼

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

三、閉包的概念

上一節程式碼中的f2函式,就是閉包。
各種專業文獻上的“閉包”(closure)定義非常抽象,很難看懂。我的理解是,
閉包就是能夠讀取其他函式內部變數的函式。
由於在Javascript語言中,只有函式內部的子函式才能讀取區域性變數,
因此可以把閉包簡單理解成“定義在一個函式內部的函式”。
所以,在本質上,閉包就是將函式內部和函式外部連線起來的一座橋樑。

四、閉包的用途

    另一個就是讓這些變數的值始終保持在記憶體中。
    怎麼來理解這句話呢?請看下面的程式碼。

Js程式碼

  function f1(){
    var n=999;
    nAdd=function(){n+=1}
    function f2(){
      alert(n);
    }
    return f2;
  }
  var result=f1();
  result(); // 999
  nAdd();
  result(); // 1000
    在這段程式碼中,result實際上就是閉包f2函式。它一共運行了兩次,
    第一次的值是999,第二次的值是1000。這證明了,函式f1中的區域性變數n一直儲存在記憶體中,並沒有在f1調  用後被自動清除。
    為什麼會這樣呢?原因就在於f1是f2的父函式,而f2被賦給了一個全域性變數,
    被垃圾回收機制(garbage collection)回收。
    這段程式碼中另一個值得注意的地方,就是“nAdd=function(){n+=1}”這一行,
    而不是區域性變數。其次,nAdd的值是一個匿名函式(anonymous function),而這個
    匿名函式本身也是一個閉包,所以nAdd相當於是一個setter,可以在函式外部
    對函式內部的區域性變數進行操作。



***

五、使用閉包的注意點

1)由於閉包會使得函式中的變數都被儲存在記憶體中,記憶體消耗很大,
所以不能濫用閉包,否則會造成網頁的效能問題,在IE中可能導致記憶體洩露。
解決方法是,在退出函式之前,將不使用的區域性變數全部刪除。
把內部變數當作它的私有屬性(private value),這時一定要小心,不要隨便
    改變父函式內部變數的值。

六、思考題

如果你能理解下面程式碼的執行結果,應該就算理解閉包的執行機制了。

Js程式碼

  var name = "The Window";   
  var object = {   
    name : "My Object",   
    getNameFunc : function(){   
      return function(){   
        return this.name;   
     };   
    }   
};   
alert(object.getNameFunc()());  

//Answer:The Window

JavaScript閉包例子

function outerFun()
 {
  var a=0;
  function innerFun()
  {
   a++;
   alert(a);
  }    
 }
innerFun()
上面的程式碼是錯誤的.innerFun()的作用域在outerFun()內部,所在outerFun()外部呼叫它是錯誤的.
改成如下,也就是閉包:

Js程式碼

function outerFun()
{
 var a=0;
 function innerFun()
 {
  a++;
  alert(a);
 }
 return innerFun;  //注意這裡
}
var obj=outerFun();
obj();  //結果為1
obj();  //結果為2
var obj2=outerFun();
obj2();  //結果為1
obj2();  //結果為2
什麼是閉包:
當內部函式 在定義它的作用域 的外部 被引用時,就建立了該內部函式的閉包 ,
不會被 釋放,因為閉包需要它們.
function outerFun()
{
 var a =0;
 alert(a);  
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);
結果是 0,4 .  因為在函式內部使用了var關鍵字 維護a的作用域在outFun()內部.
function outerFun()
{
 //沒有var 
 a =0;
 alert(a);  
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);
結果為 0,0 真是奇怪,為什麼呢?
作用域鏈是描述一種路徑的術語,沿著該路徑可以確定變數的值 .
當執行a=0時,因為沒有使用var關鍵字,因此賦值操作會沿著作用域鏈到var a=4;  並改變其值.
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如果你對javascript閉包還不是很理解,那麼請看下面轉載的文章:(轉載:)

一、什麼是閉包?

官方”的解釋是:閉包是一個擁有許多變數和綁定了這些變數的環境的表示式
(通常是一個函式),因而這些變數也是該表示式的一部分。
:JavaScript中所有的function都是一個閉包。不過一般來說,巢狀的function
所產生的閉包更為強大,也是大部分時候我們所謂的“閉包”。看下面這段程式碼:
function a() { 
 var i = 0; 
 function b() { alert(++i); } 
 return b;
}
var c = a();
c();
這段程式碼有兩個特點:
1、函式b巢狀在函式a內部;
2、函式a返回函式b。

這裡寫圖片描述

 這樣在執行完var c=a()後,變數c實際上是指向了函式b,
這段程式碼其實就建立了一個閉包,為什麼?因為函式a外的變數
c引用了函式a內的函式b,就是說:

 當函式a的內部函式b被函式a外的一個變數引用的時候,就建立了一個閉包。

    讓我們說的更透徹一些。所謂“閉包”,就是在建構函式體內定義
反過來引用外層函式體中的臨時變數。這使得只要目標 物件在
生存期內始終能保持其方法,就能間接保持原建構函式體當時
用到的臨時變數值。儘管最開始的建構函式呼叫已經結束,
臨時變數的名稱也都消失了,但在目 標物件的方法內卻始
終能引用到該變數的值,而且該值只能通這種方法來訪問。
即使再次呼叫相同的建構函式,但只會生成新物件和方法,
新的臨時變數只是對應新 的值,和上次那次呼叫的是各自獨立的。
==> 簡而言之,定義fun b() return 外部函式變數 使此變數一直存於記憶體中
function outer(){
    var demo = 'outer'
    return function inner()={
        demo=demo+'inner'
    }
}

二、閉包有什麼作用?

      簡而言之,閉包的作用就是在a執行完並返回後,
因為a的內部函式b的執行需要依賴a中的變數。
這是對閉包作用的非常直白的描述,不專業也不嚴謹,
但大概意思就是這樣,理解閉包需要循序漸進的過程。
在上面的例子中,由於閉包的存在使得函式a返回後,
a中的i始終存在,這樣每次執行c(),i都是自加1後alert出i的值。
那 麼我們來想象另一種情況,如果a返回的不是函式b,
只是被a所引用,而此時a也只會被b引 用,
因此函式a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用),
函式a和b就會被GC回收。(關於Javascript的垃圾回收機制將在後面詳細介紹)

三、閉包內的微觀世界

  如果要更加深入的瞭解閉包以及函式a和巢狀函式b的關係,
活動物件(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。
以函式a從定義到執行的過程為例闡述這幾個概念。
當定義函式a的時候,js直譯器會將函式a的作用域鏈(scope chain)
設定為定義a時a所在的“環境”,如果a是一個全域性函式,則scope chain中只有window物件。
當執行函式a的時候,a會進入相應的執行環境(excution context)。
即a的作用域,其值就為第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域鏈。
然後執行環境會建立一個活動物件(call object)。活動物件也是一個
直接訪問。建立完活動物件後,把活動物件新增到a的作用
域鏈的最頂端。此時a的作用域鏈包含了兩個物件:
a的活動物件和window物件。
下一步是在活動物件上新增一個arguments屬性,它儲存著
呼叫函式a時所傳遞的引數。
活動物件上。在這一步中,完成了函式b的的定義,因此如同第
3步,函式b的作用域鏈被設定為b所被定義的環境,即a的作用域。
到此,整個函式a從定義到執行的步驟就完成了。此時a返回函
動物件的引用,也就是說b可以訪問到a中定義的所有
變數和函式。函式b被c引用,函式b又依賴函式a,
因此函式a在返回後不會被GC回收。
當函式b執行的時候亦會像以上步驟一樣。因此,
a的活動物件和window物件,如下圖所示:

======> 即 外部c 引用 對 outer 引用 的 Inner

這裡寫圖片描述

如圖所示,當在函式b中訪問一個變數的時候,搜尋順序是:
先搜尋自身的活動物件,如果存在則返回,如果不存在將繼續搜
索函式a的活動物件,依次查詢,直到找到為止。
物件後先查詢自身的原型物件,再繼續查詢。這就是
Javascript中的變數查詢機制。
如果整個作用域鏈上都無法找到,則返回undefined。
小結,本段中提到了兩個重要的詞語:函式的定義與
已經確定,而不是在執行的時候確定(參看步驟1和3)。用一段程式碼來說明這個問題:
function f(x) { 
  var g = function () { return x; }
  return g;
}
var h = f(1);
alert(h()); 
    這段程式碼中變數h指向了f中的那個匿名函式(由g返回)。
    假設函式h的作用域是在執行alert(h())確定的,那麼此時
    h的作用域鏈是:h的活動物件->alert的活動物件->window物件。
    匿名函式在定義的時候就已經確定了作用域。那麼在執行的
    時候,h的作用域鏈為:h的活動物件->f的活動物件->window物件。
    如果第一種假設成立,那輸出值就是undefined;如果第
    二種假設成立,輸出值則為1。
    域確實是在定義這個函式的時候就已經確定了。



四、閉包的應用場景
    保護函式內的變數安全。以最開始的例子為例,函式a中i只有
    函式b才能訪問,而無法通過其他途徑訪問到,因此保護了i的安全性。
   i的一直存在於記憶體中,因此每次執行c(),都會給i自加1。
    通過保護變數的安全實現JS私有屬性和私有方法(不能被外部訪問)
    私有屬性和方法在Constructor外是無法被訪問的
function Constructor(...) {  
  var that = this;  
  var membername = value; 
  function membername(...) {...}
}
以上3點是閉包最基本的應用場景,很多經典案例都源於此。

五、Javascript的垃圾回收機制

在Javascript中,如果一個物件不再被引用,那麼這個物件就
會被GC回收。如果兩個物件互相引用,而不再被第3者
因為函式a被b引用,b又被a外的c引用,這就是為
什麼函式a執行後不會被回收的原因。

六、結語

理解JavaScript的閉包是邁向高階JS程式設計師的必經之路,理解了其解釋和執行機制才能寫出更為安全和優雅的程式碼。

參考文獻