如何理解闭包

[本文转自:http://www.jb51.net/article/24101.htm]

闭包(closure)是Javascript语言的一个难点,也是它的特色,很多高级应用都要依靠闭包实现。

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,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. 


[摘自:http://segmentfault.com/a/1190000002778015?utm_source=Douban&utm_medium=shareLink&utm_campaign=socialShare]

闭包的运用

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:

//将全部li字体变为红色
(function(){    
    var els = document.getElementsByTagName('li');
    for(var i = 0,lng = els.length;i < lng;i++){
        els[i].style.color = 'red';
    }    
})();  

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els,i,lng这些局部变量在执行完后很快就会被释放,节省内存!
关键是这种机制不会污染全局对象。

2. 实现封装/模块化代码

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;    
       }    
    }    
}();
console.log(person.name);//直接访问,结果为undefined    
console.log(person.getName());  //default 
person.setName("jozo");    
console.log(person.getName());  //jozo

3. 实现面向对象中的对象
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 person1= Person();    
print(person1.getName());    
john.setName("person1");    
print(person1.getName());  // person1  

var person2= Person();    
print(person2.getName());    
jack.setName("erson2");    
print(erson2.getName());  //person2

Person的两个实例person1 和 person2 互不干扰!因为这两个实例对name这个成员的访问是独立的 。

垃圾回收机制

说到内存管理,自然离不开JS中的垃圾回收机制,有两种策略来实现垃圾回收:标记清除 和 引用计数;

标记清除:垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记,然后,它会去掉环境中的变量的标记和被环境中的变量引用的变量的标记,此后,如果变量再被标记则表示此变量准备被删除。 2008年为止,IE,Firefox,opera,chrome,Safari的javascript都用使用了该方式;

引用计数:跟踪记录每个值被引用的次数,当声明一个变量并将一个引用类型的值赋给该变量时,这个值的引用次数就是1,如果这个值再被赋值给另一个变量,则引用次数加1。相反,如果一个变量脱离了该值的引用,则该值引用次数减1,当次数为0时,就会等待垃圾收集器的回收。

这个方式存在一个比较大的问题就是循环引用,就是说A对象包含一个指向B的指针,对象B也包含一个指向A的引用。 这就可能造成大量内存得不到回收(内存泄露),因为它们的引用次数永远不可能是 0 。早期的IE版本里(ie4-ie6)采用是计数的垃圾回收机制,闭包导致内存泄露的一个原因就是这个算法的一个缺陷。

我们知道,IE中有一部分对象并不是原生额javascript对象,例如,BOM和DOM中的对象就是以COM对象的形式实现的,而COM对象的垃圾回收机制采用的就是引用计数。因此,虽然IE的javascript引擎采用的是标记清除策略,但是访问COM对象依然是基于引用计数的,因此只要在IE中设计COM对象就会存在循环引用的问题!

举个栗子:

window.onload = function(){
    var el = document.getElementById("id");
    el.onclick = function(){
        alert(el.id);
    }
}

这段代码为什么会造成内存泄露?

el.onclick= function () {
    alert(el.id);
};

执行这段代码的时候,将匿名函数对象赋值给el的onclick属性;然后匿名函数内部又引用了el对象,存在循环引用,所以不能被回收;

解决方法:

window.onload = function(){
    var el = document.getElementById("id");
    var id = el.id; //解除循环引用
    el.onclick = function(){
        alert(id); 
    }
    el = null; // 将闭包引用的外部函数中活动对象清除
}

闭包的优缺点

优点:

  • 可以让一个变量常驻内存 (如果用的多了就成了缺点
  • 避免全局变量的污染
  • 私有化变量

缺点

  • 因为闭包会携带包含它的函数的作用域,因此会比其他函数占用更多的内存
  • 引起内存泄露

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