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JavaScript中的閉包

AaronYuan / 1704人閱讀

摘要:但是,不合理地濫用閉包,也會造成很多性能問題,從而使項目維護成本增加。

前言

相信很多小伙伴在工作或者面試過程中都遇到過這個問題,作為經典的前端面試題之一,它高頻地出現在我們的求職生涯中。所以,了解和掌握它也就變得十分必要了

讀完這篇文章,你或許就會知道:

閉包是什么,它是怎么形成的

為什么要使用閉包

閉包會造成哪些問題

如果文章中有出現紕漏、錯誤之處,還請看到的小伙伴多多指教,先行謝過

以下↓

作用域

what? 不是在說閉包么,怎么又扯到作用域上面去了

稍安勿躁,在我們了解閉包之前,還是很有必要先了解一下 JavaScript 中的作用域

我們都知道在 JavaScript 中存在著全局變量和局部變量,全局變量可以在任何地方訪問到,然而局部變量只能在當前作用域中訪問。全局作用域是不能直接訪問局部作用域中的變量,而局部作用域可以直接訪問全局作用域當中的變量

就像一個代碼塊兒或函數被嵌套在另一個代碼塊兒或函數中一樣,作用域也會被嵌套在其他的作用域中。所以,如果在直接作用域中找不到一個變量的話,就會咨詢下一個外層作用域,如此繼續直到找到這個變量或者到達最外層作用域(也就是全局作用域)

說了這么多,其實說白了,所謂 作用域就是一組規則,它決定了一個變量(標識符)在哪里和如何被查找

試想一下,現在有一個這樣的需求:我們想在全局作用域拿到局部作用域的某一個變量該怎么去做呢?

初識閉包
JavaScript 中閉包無所不在,你只是必須認出它并接納它

正常情況下,我們并不能拿到局部作用域的變量。但是,我們可以使用變通的方式:定義一個函數

讓我們看一下這段代碼

function foo() {
    var a = 2;
    function bar() {
        console.log( a ); // 2
    }
}

這樣在函數 foo 中定義一個 bar 函數,在這個函數中我們就能訪問到定義在函數 foo 中的變量 a 。既然我們這樣就可以訪問到 foo 函數里面的變量,那么,只要我們將 bar 這個函數作為返回值輸出,不就實現我們的需求了么? 是的!

function foo() {
    var a = 2;
    function bar() {
        console.log( a ); // 2
    }
    return bar
}

var result = foo();

result() // 2

這就是閉包

讓我們來看看這個函數做了什么:

創建了一個函數 foo

函數里面創建了一個變量 a 與函數 bar

返回函數 bar

現在,我們就對閉包有了一個基本的概念:定義在一個函數內部的函數

再遇閉包
詞法作用域:簡單理解為作用域是由編寫時函數被聲明的位置定義的

還是來看一下下面的代碼

function foo() {
    var a = 2;
    function baz() {
        console.log( a ); // 2
    }
    bar( baz );
}

function bar(fn) {
    fn(); 
}

與前面示例不同的是,這里我們并沒有將函數 baz 返回,而是將它當做值傳遞給 bar 這個函數,然后在 bar 這個函數里面執行,函數 bar 保持了函數 baz引用

相同的是,實際上函數 baz 都在它被編寫時的詞法作用域之外被調用,bar() 依然擁有對那個作用域的引用,而這個引用稱為閉包

這就是閉包

好了,看到這里是不是還有點懵呢,讓我們再來看一個更加常見的示例

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

毫無疑問,運行上面的代碼會輸出 56.很明顯,我們得到的結果是 i 在循環之后的最終值

那么,為什么會是這樣呢?

其實,由于作用域的工作方式,我們在定時器函數中訪問到的 i 是共享到全局作用域的上的,它只有一個,就是最終循環結束的值

想讓這個循環顯示我們想要的結果也很簡單,只需要這樣:

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

使用一個立即執行函數將定時器函數包裹起來,在這個函數中定義一個變量 j,然后將 i 當做值傳遞進去。這樣,在每次迭代的時候,變量 j 都會擁有 i 的一個拷貝,自然得到了我們想要的結果

同樣的,這也是一個閉包

當然,我們也可以使用 ES6 中的 let 關鍵字聲明變量 i

通過前面的一些示例,我們不難發現:閉包其實并沒有特定的格式,只要滿足一些條件,它就是閉包

所以:

閉包就是當一個函數即使是在它的詞法作用域之外被調用時,也可以記住并訪問它的詞法作用域

閉包的用途

閉包最大的用途:

讀取函數內部的變量

讓這些變量始終保存在內存中

function f1(){
  var n=999;
  nAdd=function(){n+=1}
  function f2(){
    alert(n);
  }
  return f2;
}
var result=f1();
result(); // 999
nAdd();
result(); // 1000

在這段代碼中,result 實際上就是閉包 f2 函數。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,函數 f1 中的局部變量 n 一直保存在內存中,并沒有在 f1 調用后被自動清除

使用閉包模擬私有方法(數據隱藏和封裝)

私有方法不僅僅有利于限制對代碼的訪問:還提供了管理全局命名空間的強大能力,避免非核心的方法弄亂了代碼的公共接口部分

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

這個環境中包含兩個私有項:名為 privateCounter 的變量和名為 changeBy 的函數。這兩項都無法在這個匿名函數外部直接訪問。必須通過匿名函數返回的三個公共函數訪問。

這三個公共函數是共享同一個環境的閉包

閉包的問題

閉包的用途在一定程度上也造成了很多問題,比如:閉包會使函數中的變量始終保存在內存中,不能被 JavaScript 的垃圾回收清理,很容易造成內存消耗過大,影響程序性能

后記

閉包的合理運用,會讓我們在開發中寫出更優雅和干凈的代碼。但是,不合理地濫用閉包,也會造成很多性能問題,從而使項目維護成本增加。

所以,如何合理地使用這個有趣的東西,還需要我們多多鉆研和摸索,相信你一定可以對它越來越熟悉

最后,推薦一波前端學習歷程,不定期分享一些前端問題和有意思的東西歡迎 star 關注 傳送門

參考文檔

You-Dont-Know-JS

閉包 - MDN

學習JavaScript閉包 - 阮一峰

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