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詳解js中的閉包

chaosx110 / 374人閱讀

摘要:定義函數的時候,為什么的值重新從開始了因為又一次運行了函數,生成一個新的的活動對象,所以的作用域鏈引用的是一個新的值。

前言

在js中,閉包是一個很重要又相當不容易完全理解的要點,網上關于講解閉包的文章非常多,但是并不是非常容易讀懂,在這里以《javascript高級程序設計》里面的理論為基礎。用拆分的方式,深入講解一下對于閉包的理解,如果有不對請指正。

寫在閉包之前

閉包的內部細節,依賴于函數被調用過程所發生的一系列事件為基礎,所以有必要先弄清楚以下幾個概念:

1. 執行環境和活動對象

- 執行環境(execution context)定義了變量或者函數有權訪問的其他數據,每個執行環境都有一個與之關聯的變量對象(variable object),執行環境中定義的變量和函數就保存在這個變量對象中;
全局執行環境是最外圍的一個執行環境,通常被認為是window對象
執行環境和變量對象在運行函數時生成
執行環境中的所有代碼執行完以后,執行環境被銷毀,保存在其中的變量和函數也隨之銷毀;(全局執行環境到應用退出時銷毀)

2. 作用域鏈

當代碼在一個執行環境中執行時,會創建變量對象的一個作用域鏈(scope chain),作用域鏈用來指定執行環境有權訪問的所有變量和函數的訪問順序
作用域鏈的最前端,始終是當前代碼執行環境的變量對象,如果這個環境是函數,則其活動對象就是變量對象
作用域鏈的下一個變量對象,來自外部包含環境,再下一個變量對象,來自下一個外部包含環境,以此類推直到全局執行環境
在函數執行過程,根據當前執行環境的作用域鏈來逐層向外查找變量,并且進行標識符解析

是不是覺得以上的理論很枯燥而且艱澀?因為基本上是從書上引用來的,不著急著理解,先擺在上面,等會結合案例回頭再來看!接下來請看樣例:

樣例1

以這段簡單的代碼為例,根據上面的理論畫一下關系圖(直接用ps畫的,原諒我拙劣的筆跡):

如圖所示,在執行函數A的時候,創建了A的執行環境和變量對象,其中A的變量對象和全局變量對象中都含有a變量,根據作用域鏈從前向后查找,在A的變量對象中找到,所以輸出1,執行完畢以后 ,A的執行環境銷毀,A的變量對象由于沒有被引用,所以也銷毀

樣例2
     

這個例子比較簡單,要畫圖的話只需要畫一個全局變量對即可,因為在js中,外圍環境無法訪問內圍局部變量(其實本質就是作用域鏈上找不到相應的值),所以這里會報變量未定義的錯誤。

樣例3
  

上面這個例子,在函數A中定義了函數B,關系圖如下:
從圖上可以很清楚的看出,在每個執行環境中可以訪問到的變量對象,所以B可以訪問A的變量對象和全局變量對象中的變量以及自身變量對象,A可以訪問自身變量對象和全局變量對象

關于執行環境和作用域鏈暫時說到這里,下面進入正題,講閉包;

初涉閉包

閉包是指有權訪問另一個函數作用域變量的函數,創建閉包的通常方式,是在一個函數內部創建另一個函數

上文我們提到了,由于作用域鏈的結構,外圍函數是無法訪問內部變量的,為了能夠訪問內部變量,我們就可以使用閉包,閉包的本質還是函數閉包的本質還是函數閉包的本質還是函數

樣例4

上面就是一個很簡單的閉包例子,通過m函數,我們可以獲得A函數內部變量的值,這個樣例比較簡單,看不出什么問題,接下來我們來深入了解一下。
-------------------------------從簡單到復雜的分割線,請做好準備----------------------------------------------------

閉包詳解 難點一:判斷作用域指向的變量對象是否相同
樣例5

上面這個例子其實可以引出幾個問題:
1.為什么連續執行m1的時候,x的值在遞增?
2.定義函數m2的時候,為什么x的值重新從1開始了?
3.運行m2以后,為什么再運行m1,x還是按照之前m1的運行結果繼續增長?(其實就是m1和m2里面的x為什么是相互獨立,各自維持的?)

其實要解決上面的問題,我們就要用到前面鋪墊的知識點了:
首先,先畫一下結構圖,
(額,這圖畫的可能真的有點丑),不要慌,圖上雖然畫的有點亂,但是其實很簡單:左半部分和上面簡單閉包的例子,其實是完全一樣的,而右邊半部分,與左邊其實是完全對稱的;注意看圖上的重點:每次執行A函數時,都會生成一個A的活動變量和執行環境,執行完畢以后,A的執行環境銷毀,但是活動對象由于被閉包函數引用,所以仍然保留,所以,最終剩下兩個A的變量對象,因此m1和m2在操作x時,指向的是不同的數據

現在來回答上面的三個問題:
1.(為什么連續執行m1的時候,x的值在遞增?)
answer:因為m1在引用的活動對象A一直沒有釋放(想釋放的話可以讓m1=null),所以x的值一直遞增。
2.定義函數m2的時候,為什么x的值重新從1開始了?
answer:因為又一次運行了A函數,生成一個新的A的活動對象,所以m2的作用域鏈引用的是一個新的x值。
3.m1和m2里面的x為什么是相互獨立,各自維持的?
answer:因為在定義m1和m2的時候,分別運行了A函數,生成了兩個活動對象,所以,m1和m2的作用域鏈是指向不同的A的活動對象的。

好的,到這里先回顧一下前面說到的知識點:

執行環境和變量對象在運行函數時生成
執行環境中的所有代碼執行完以后,執行環境被銷毀,保存在其中的變量和函數也隨之銷毀;(全局執行環境到應用退出時銷毀)

感覺理解了嗎?接下來,再看看另一個很類似的例子:

樣例6
 

這個例子和剛剛十分類似,不同的是,在A內部就先定義了兩個函數,可以看出 ,最后的結果與上面的例子有些不同:
變量x仍然能保持遞增,但是m[0]和m[1]定義的函數,對于x的改變不再是相互獨立的,其實大家估計猜到了,這里的m[0]和m[1]的作用域指向的A的變量對象,其實是同一個,為什么呢?很簡單,看看剛剛這段代碼,其實是只調用了一次A函數,再看上文那句話:

執行環境和變量對象在運行函數時生成

既然A只執行一次,那么A的活動變量當然也就生成了一個,所以這里m[0]和m[1]的作用域指向同一個A的變量對象

難點二:判斷變量對象中變量的值
 樣例7
 

這個例子其實算是一個經典案例,在很多地方都有提到,執行完畢后 funs數組中,funs[0]-funs[9]存的其實都是一樣的,都是一個返回i值的函數,這個例子容易錯誤的地方其實在于,弄錯了產生執行環境的時機,還是看這句話:

執行環境和變量對象在運行函數時生成

所以,當執行 var funs = A();時,只是定義函數,而沒有執行,真正產生環境變量的時間是在console.log(funs[0]());這三句的時候,此時A的變量對象中i值是什么呢?很簡單,看它return的時候,i的值,顯然,i的值是10,所以,最后三句輸出的都是10

好的,針對以上的案例,如果我就是想讓fun[i]能夠返回i,那應該怎么寫呢?在《javascript高級程序設計》中,提供了一種參考的寫法:

 樣例8
 

是不是一看頭就大了?沒關系,接下來我們慢慢分析,當然,上述代碼中anonymous1和anonymous2兩個名字是我自己添加上的,為了后面能夠更好的說明。
首先,先來看看function anonymous1(num){}(i),這是一個立即執行函數,效果和名字一樣,定義完之后馬上運行結果,那這里運行的結果是什么呢?就是把i的值立即傳遞給num這個局部變量,然后再返回anonymous2,請注意這個立即執行函數被執行的次數,10次,再來看看這句話

執行環境和變量對象在運行函數時生成

好的,那現在請回答我:
這里面生成了幾個anonymous1的活動變量?
answer:當然也是10個,
那每個anonymous1活動變量中存貯的num值是多少?
answer:看anonymous函數return的時候可以知道,存貯的num值就是每次傳入的i值,也就是0-9

好了,那現在很明了了,這樣的寫法其實相當于,把每次的i值都保存在一個anonymous1活動變量鐘,給最內層的anonymous2函數使用

小結

寫到這里,關于閉包的主要特征和辨別方式已經基本講到了,個人感覺因為這個問題比較抽象,還是多看看文中以及網上的一些例子,加深理解。以上內容屬于個人見解,如果有不同意見,歡迎指出和探討。希望能對看到的人有所幫助,同時,碼字不易(尤其是還要配上靈魂畫師級別的配圖~),請尊重作者的版權,轉載請注明出處,如作商用,請與作者聯系,感謝!

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