闭包的理解,优点缺点,应用场景

本文解释了JavaScript中的闭包,包括其定义、如何在函数间共享变量、常见应用场景如私有变量、柯里化和模拟私有方法。同时讨论了闭包的优缺点,如数据封装、延迟执行与内存管理问题。

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一、是什么

一个函数和对其周围状态(lexical environment,词法环境)的引用捆绑在一起(或者说函数被引用包围),这样的组合就是闭包(closure)

也就是说,闭包让你可以在一个内层函数中访问到其外层函数的作用域

在 JavaScript中,每当创建一个函数,闭包就会在函数创建的同时被创建出来,作为函数内部与外部连接起来的一座桥梁

下面给出一个简单的例子

function init() {
    var name = "Mozilla"; // name 是一个被 init 创建的局部变量
    function displayName() { // displayName() 是内部函数,一个闭包
        alert(name); // 使用了父函数中声明的变量
    }
    displayName();
}
init();

displayName() 没有自己的局部变量。然而,由于闭包的特性,它可以访问到外部函数的变量

#二、使用场景

任何闭包的使用场景都离不开这两点:

  • 创建私有变量
  • 延长变量的生命周期

一般函数的词法环境在函数返回后就被销毁,但是闭包会保存对创建时所在词法环境的引用,即便创建时所在的执行上下文被销毁,但创建时所在词法环境依然存在,以达到延长变量的生命周期的目的

下面举个例子:

在页面上添加一些可以调整字号的按钮

function makeSizer(size) {
  return function() {
    document.body.style.fontSize = size + 'px';
  };
}

var size12 = makeSizer(12);
var size14 = makeSizer(14);
var size16 = makeSizer(16);

document.getElementById('size-12').onclick = size12;
document.getElementById('size-14').onclick = size14;
document.getElementById('size-16').onclick = size16;

#柯里化函数

柯里化的目的在于避免频繁调用具有相同参数函数的同时,又能够轻松的重用

// 假设我们有一个求长方形面积的函数
function getArea(width, height) {
    return width * height
}
// 如果我们碰到的长方形的宽老是10
const area1 = getArea(10, 20)
const area2 = getArea(10, 30)
const area3 = getArea(10, 40)

// 我们可以使用闭包柯里化这个计算面积的函数
function getArea(width) {
    return height => {
        return width * height
    }
}

const getTenWidthArea = getArea(10)
// 之后碰到宽度为10的长方形就可以这样计算面积
const area1 = getTenWidthArea(20)

// 而且如果遇到宽度偶尔变化也可以轻松复用
const getTwentyWidthArea = getArea(20)

#使用闭包模拟私有方法

JavaScript中,没有支持声明私有变量,但我们可以使用闭包来模拟私有方法

下面举个例子:

var Counter = (function() {
  var privateCounter = 0;
  function changeBy(val) {
    privateCounter += val;
  }
  return {
    increment: function() {
      changeBy(1);
    },
    decrement: function() {
      changeBy(-1);
    },
    value: function() {
      return privateCounter;
    }
  }
})();

var Counter1 = makeCounter();
var Counter2 = makeCounter();
console.log(Counter1.value()); /* logs 0 */
Counter1.increment();
Counter1.increment();
console.log(Counter1.value()); /* logs 2 */
Counter1.decrement();
console.log(Counter1.value()); /* logs 1 */
console.log(Counter2.value()); /* logs 0 */

上述通过使用闭包来定义公共函数,并令其可以访问私有函数和变量,这种方式也叫模块方式

两个计数器 Counter1 和 Counter2 是维护它们各自的独立性的,每次调用其中一个计数器时,通过改变这个变量的值,会改变这个闭包的词法环境,不会影响另一个闭包中的变量

#其他

例如计数器、延迟调用、回调等闭包的应用,其核心思想还是创建私有变量和延长变量的生命周期

#三、优缺点

优点:

  1. 数据隐藏和封装:闭包允许将变量隐藏在函数内部,只对外部提供有限的访问方式。这样可以保护数据的完整性,并防止外部对变量的意外修改。
  2. 保持状态:通过闭包,函数可以访问和修改其创建时的环境中的变量。这使得函数可以记住状态并保持其在运行过程中的一致性。
  3. 延迟执行:闭包可以用于创建特定参数的函数,以便在以后的某个时间点调用。这种延迟执行的方法对于事件处理程序和回调函数特别有用。

缺点:

  1. 内存消耗:闭包会导致额外的内存消耗,因为它需要保存闭包环境及相关变量的引用。如果闭包被频繁创建,可能会增加内存的使用量。
  2. 循环引用问题:如果闭包中引用了外部函数的变量,并且外部函数又引用了闭包,就会形成循环引用。这可能导致内存泄漏,因为这些变量无法被垃圾回收。
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