闭包两三事

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。
下面就是我的学习笔记，对于Javascript初学者应该是很有用的。

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。

	var n=999;//函数外边用var声明的变量为全局变量
	//函数的声明
　　function f1(){
　　　　alert(n);//显示全局变量
　　}
　　f1(); // 函数的调用：结果为：999

另一方面，在函数外部自然无法读取函数内的局部变量。

	function f1(){
　　　　var n=999;//函数内部用var声明的变量为局部变量
　　}
　　alert(n); //访问函数内部的局部变量会报错：JavaScript error: Uncaught ReferenceError: n is not defined

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！

	function f1(){
　　　　n=999;//声明一个全局变量并赋值
　　}
　　f1();//执行函数
　　alert(n); //结果为：999

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。

	function f1(){
　　　　var n=999;//定义一个局部变量
　　　　//在函数内部定义另一个函数，该函数可以访问其外部函数中声明的局部变量
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n); //结果为：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！

	function f1(){
　　　　var n=999;//f1中定义的局部变量
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n); //访问f1中定义的局部变量n
　　　　}
　　　　return f2;//将f2返回
　　}
　　var result=f1();//f1执行后将f2()返回赋给result，但是此时f2()并未执行
　　result(); //结果为：999

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。

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。

	function f1(){
　　　　var n=999;//f1()中声明的一个局部变量并赋值
　　　　nAdd=function(){n+=1}//将匿名函数赋值给全局变量nAdd
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);//访问f1()中声明的局部变量n
　　　　}
　　　　return f2;
　　}
　　var result=f1();//执行f1之后，返回值为f2(),因此result实质上是对f2()的一个引用，但是f2()此处还未执行
　　result();//执行f2()，结果为：999
　　nAdd();//由于执行f1()的时候，nAdd=function(){n+=1}只类似于一个赋值操作，故并未执行。此处执行结果为：1000
　　result();//再次执行f2()，因为上一行中nAdd()已经对局部变量n进行加1操作，故结果为：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。

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。

六、思考题

如果你能理解下面几段代码的运行结果，应该就算理解闭包的运行机制了。

代码片段一。

	var name = "The Window";//声明一个命名为name的全局变量，并赋值为The Window
　　var object = {
　　　　name : "My Object",//object对象包含一个名为name的属性，其值为：My Object
　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return this.name;//this代表的是当前执行代码的环境对象
　　　　　　};
　　　　}
　　};
　　alert(object.getNameFunc()());//结果为：The Window

解析：

首先object.getNameFunc()函数执行后返回一个匿名函数，此时匿名函数中的this指代的是当前的对象window，因此匿
名函数中this.name为全局变量name，即结果为：The Window。

代码片段二。

	var name = "The Window";//声明一个命名为name的全局变量，并赋值为The Window
　　var object = {
　　　　name : "My Object",//object对象包含一个名为name的属性，其值为：My Object
　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　var that = this;//此处的this指代的是当前对象object，故that也为object，保存this的值，避免指代转移
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return that.name;//that代表object
　　　　　　};
　　　　}
　　};
　　alert(object.getNameFunc()());//结果为：My Object

解析：

当执行完object.getNameFunc()函数后，返回一个匿名函数，由于在getNameFunc中将this的值（object）保存于that
中，因此匿名函数中的that.name便为object.name，故结果为：My Object。

代码片段三。

	function fun(n,x){
		document.write("<br>x="+x+"<br>");//在页面上打印fun()的第二个参数的值，若未传则为undefined
		return {
			fun:function(m){
				return fun(m,n);
			}	
		};
	}
	var a = fun(0);//undefined
	a.fun(1);//0
	a.fun(2);//0
	a.fun(3);//0
	
	var b = fun(0).fun(1).fun(2).fun(3);//undefined/0/1/2
	
	var c = fun(0).fun(1);//undefined/0
	c.fun(2);//1
	c.fun(3);//1

解析：

var a = fun(0);----在开始执行fun(0)函数时，实参0传给第一个参数n，第二个参数x未传值，故x为：undefined。
				   当fun()函数执行完成后，将包含fun方法的对象返回给全局变量a，故此处a为一个对象。【因为
				   返回对象a的fun(m,n)方法中用到其外层函数fun()中的局部变量n（函数中的参数也是函数中的局
				   部变量），因此在fun()函数调用结束之后局部变量n不会被立即销毁，故n一直保存于内存中，其
				   值为在执行fun(0)时传的参数0。】
a.fun(1)-----------当执行a.fun(1)方法时，实参1传给m，返回值为函数fun(m,n)，因为n=0，故执行fun(m,n)即等
				   价于fun(1,0),因此打印结果为：x=0。【因为a.fun(1)的返回值为函数fun(1,0),故当fun(1,0)
				   执行结束之后会返回另一个新的对象，此新对象的参数n的值为此处传参1，因此此次执行返回函数
				   fun(1,0)时并不影响a对象中fun()方法中n的值。】
a.fun(2)-----------当执行a.fun(2)方法时，实参2传给m，返回值为函数fun(m,n)，因为n=0，故执行fun(m,n)即等
				   价于fun(2,0),因此打印结果为：x=0。
a.fun(3)-----------执行结果为：x=0，原因同a.fun(2)。

var b = fun(0).fun(1).fun(2).fun(3);

相当于a.fun(1),返回值为fun(m,n),即fun(1,0),故结果为：    相当于c.fun(3),返回值为fun(m,n),即fun(3,2)，
x=0。此次执行函数fun(1,0)后返回值为一个新的包含fun(m)     故结果为： x=2。此次执行函数fun(3,2)后返回值
方法的对象，假设为b，同样新对象的局部变量n值不会因为函      为一个新的包含fun(m)方法的对象，并将该对象最终
数fun(1,0)执行结束而销毁，此时n=1。                       赋值给全局变量b。
                                              .             .
                                              .             .
                                              .             .
                                     fun(0).fun(1).fun(2).fun(3)
                                       .             .
                                       .             .
                                       .             .
相当于fun(0,undefined),故结果为：x=undefined    相当于b.fun(2),返回值为fun(m,n),即fun(2,1),故结果    
返回一个包含fun(m)方法的新对象，假设为a,由于      为：x=1。本次执行返回函数fun(2,1)之后返回值为一个新
a对象的fun(m)方法中访问了其外层函数中的局部变     的包含fun(m)方法的对象，假设为c，同样新对象的n值不会
量n，因此n=0将保存在内存中，不会在函数fun(0)      因为函数fun(2,1)执行结束而销毁，此时n=2。
执行结束后销毁；

var c = fun(0).fun(1);

从全局变量b的结果，可知var c = fun(0).fun(1)的结果分别为：x=undefined 和 x=1。
从全局变量a的结果，可知c.fun(2);以及c.fun(3);的结果均为：x=1。

参考文献

原文链接：http://www.ruanyifeng.com/blog/2009/08/learning_javascript_closures.html