setTimeout与循环闭包

本文深入探讨了JavaScript中setTimeout的使用,解释了为何在for循环中使用setTimeout会导致数字7的打印。通过分析setTimeout的工作原理,解释了闭包在解决异步执行顺序问题中的关键作用。同时,提供了多种改造代码的方法,确保数字能按预期顺序0-5依次输出。这些方法包括立即执行函数表达式和利用闭包保存变量,以及使用setTimeout的第三个参数。通过这些示例,读者可以更好地理解和掌握JavaScript的异步编程与闭包概念。

setTimeout console.log打印数字的问题:

 为什么会打印数字7呢?

每一个setTimeout在执行时,会返回一个唯一ID,上图中的数字7,就是这个唯一ID。我们在使用时,常常会使用一个变量将这个唯一ID保存起来,用以传入clearTimeout,清除定时器。

setTimeout 与 闭包

思考:下面的输出是什么? 

for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  setTimeout(function timer() {
    console.log(i);
  }, i * 1000);
}

 如果我们直接这样写,根据setTimeout定义的操作在函数调用栈清空之后才会执行的特点,for循环里定义了5个setTimeout操作。而当这些操作开始执行时,for循环的i值,已经先一步变成了6。因此输出结果总为6

思考:如何改造上面的代码让0-5顺序输出?

我们想要让输出结果依次执行,我们就必须借助闭包的特性,每次循环时,将i值保存在一个闭包中,当setTimeout中定义的操作执行时,则访问对应闭包保存的i值即可。

而我们知道在函数中闭包判定的准则,即执行时是否在内部定义的函数中访问了上层作用域的变量。我们需要包裹一层自执行函数为闭包的形成提供条件。

因此,我们只需要2个操作就可以完成题目需求,一是使用自执行函数提供闭包条件,二是传入i值并保存在闭包中。


for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  (function (i) {
    setTimeout(function timer() {
      console.log(i);
    }, i * 1000);
  })(i)
}

当然,也可以在setTimeout的第一个参数处利用闭包。


for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  setTimeout((function (i) {
    return function () {
      console.log(i);
    }
  })(i), i * 1000);
}

还可以使用 setTimeout  的第三个参数来实现

for(var i =0;i<=5;i++){
	setTimeout((j)=>console.log(j),i*1000,i)
}

setTimeout 的第三个参数会作为他内部的函数的参数传递进去。

JavaScript 中 `setTimeout` 在循环中失效的原因主要 JavaScript 的事件循环机制、作用域以及变量生命周期有关。以下是详细分析: ### 1. `setTimeout` 在循环中失效的原因 #### 变量作用域问题(使用 `var` 声明变量) 在传统的 `for` 循环中,如果使用 `var` 声明循环变量 `i`,该变量会提升到函数作用域或全局作用域中。由于 `setTimeout` 是异步执行的,当循环结束后,所有 `setTimeout` 回调函数才开始执行。此时循环已经完成,变量 `i` 的值已经是最终状态(例如 `i = 5` 或 `i = 10`),因此所有的回调函数都引用了同一个变量 `i`。 ```javascript for (var i = 0; i < 5; i++) { setTimeout(function () { console.log(i); // 输出 5 次 5 }, 1000); } ``` 这种情况是由于闭包捕获的是变量的引用,而不是其值[^1]。 #### 异步执行机制 JavaScript 是单线程语言,`setTimeout` 不会阻塞主线程的执行。它会被放入浏览器的定时器线程中,在指定的时间后被放入任务队列等待执行。当主程序中的循环执行完毕后,这些 `setTimeout` 回调才会依次被执行。 #### 使用字符串作为参数 当 `setTimeout` 的第一个参数是字符串时,如 `setTimeout("console.log(i)", 1000)`,JavaScript 会在全局作用域下解析并执行该字符串。同样,由于循环结束时 `i` 已经变为最终值,因此输出的都是相同的值[^2]。 --- ### 2. 解决方案 #### 使用 `let` 替代 `var` ES6 引入了块级作用域关键字 `let`,每次循环都会创建一个新的变量实例,使得每个 `setTimeout` 回调函数都能访问到对应的循环变量值。 ```javascript for (let i = 0; i < 5; i++) { setTimeout(function () { console.log(i); // 正确输出 0, 1, 2, 3, 4 }, 1000); } ``` #### 使用 IIFE(立即执行函数表达式)捕获当前值 通过在循环中创建一个立即执行函数,并将当前的 `i` 值作为参数传入,可以确保每次回调函数都捕获到正确的值。 ```javascript for (var i = 0; i < 5; i++) { (function (i) { setTimeout(function () { console.log(i); // 正确输出 0, 1, 2, 3, 4 }, 1000); })(i); } ``` #### 使用 `bind` 方法绑定参数 可以通过 `Function.prototype.bind` 显地将当前的 `i` 值绑定到回调函数中。 ```javascript for (var i = 0; i < 5; i++) { setTimeout( function (i) { console.log(i); // 正确输出 0, 1, 2, 3, 4 }.bind(this, i), 1000 ); } ``` #### 使用 `Promise` 和 `async/await` 控制异步流程 对于需要精确控制执行顺序的情况,可以结合 `Promise` 和 `setTimeout` 实现延迟执行。 ```javascript function delay(ms) { return new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, ms)); } (async function () { for (let i = 0; i < 5; i++) { await delay(1000); console.log(i); // 每秒输出一次 0, 1, 2, 3, 4 } })(); ``` --- ### 3. 总结 `setTimeout` 在循环中失效的根本原因在于 JavaScript 的作用域机制和异步执行模型。通过使用 `let`、IIFE、`bind` 或 `Promise` 等方式,可以有效地解决这个问题,确保每次回调都能正确访问到对应的循环变量值。 ---
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