摘要:最近看到的一些文章,終于,有人用于一種讓我明白方式對閉包進行了解釋,我將在本文中嘗試使用這種方法來解釋閉包。讓我們看一個返回函數的函數示例,因為這對于理解閉包非常重要。調用函數時,執行到第行。
正如標題所述,JavaScript閉包對我來說一直有點神秘,看過很多閉包的文章,在工作使用過閉包,有時甚至在項目中使用閉包,但我確實是這是在使用閉包的知識。
最近看到的一些文章,終于,有人用于一種讓我明白方式對閉包進行了解釋,我將在本文中嘗試使用這種方法來解釋閉包。
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準備在理解閉包之前,有個重要的概念需要先了解一下,就是 js 執行上下文。
這篇文章是執行上下文 很不錯的入門教程,文章中提到:
當代碼在JavaScript中運行時,執行代碼的環境非常重要,并將概括為以下幾點:全局作用域——第一次執行代碼的默認環境。
函數作用域——當執行流進入函數體時。
(…) —— 我們當作 執行上下文 是當前代碼執行的一個環境與作用域。
換句話說,當我們啟動程序時,我們從全局執行上下文中開始。一些變量是在全局執行上下文中聲明的。我們稱之為全局變量。當程序調用一個函數時,會發生什么?
以下幾個步驟:
JavaScript創建一個新的執行上下文,我們叫作本地執行上下文。
這個本地執行上下文將有它自己的一組變量,這些變量將是這個執行上下文的本地變量。
新的執行上下文被推到到執行堆棧中。可以將執行堆棧看作是一種保存程序在其執行中的位置的容器。
函數什么時候結束?當它遇到一個return語句或一個結束括號}。
當一個函數結束時,會發生以下情況:
這個本地執行上下文從執行堆棧中彈出。
函數將返回值返回調用上下文。調用上下文是調用這個本地的執行上下文,它可以是全局執行上下文,也可以是另外一個本地的執行上下文。這取決于調用執行上下文來處理此時的返回值,返回的值可以是一個對象、一個數組、一個函數、一個布爾值等等,如果函數沒有return語句,則返回undefined。
這個本地執行上下文被銷毀,銷毀是很重要,這個本地執行上下文中聲明的所有變量都將被刪除,不在有變量,這個就是為什么 稱為本地執行上下文中自有的變量。
基礎的例子在討論閉包之前,讓我們看一下下面的代碼:
1: let a = 3 2: function addTwo(x) { 3: let ret = x + 2 4: return ret 5: } 6: let b = addTwo(a) 7: console.log(b)
為了理解JavaScript引擎是如何工作的,讓我們詳細分析一下:
在第1行,我們在全局執行上下文中聲明了一個新變量a,并將賦值為3。
接下來就變得棘手了,第2行到第5行實際上是在一起的。這里發生了什么? 我們在全局執行上下文中聲明了一個名為addTwo的新變量,我們給它分配了什么?一個函數定義。兩個括號{}之間的任何內容都被分配給addTwo,函數內部的代碼沒有被求值,沒有被執行,只是存儲在一個變量中以備將來使用。
現在我們在第6行。它看起來很簡單,但是這里有很多東西需要拆開分析。首先,我們在全局執行上下文中聲明一個新變量,并將其標記為b,變量一經聲明,其值即為undefined。
接下來,仍然在第6行,我們看到一個賦值操作符。我們準備給變量b賦一個新值,接下來我們看到一個函數被調用。當看到一個變量后面跟著一個圓括號(…)時,這就是調用函數的信號,接著,每個函數都返回一些東西(值、對象或 undefined),無論從函數返回什么,都將賦值給變量b。
但是首先我們需要調用addTwo的函數。JavaScript將在其全局執行上下文內存中查找名為addTwo的變量。噢,它找到了一個,它是在步驟2(或第2 - 5行)中定義的。變量add2包含一個函數定義。注意,變量a作為參數傳遞給函數。JavaScript在全局執行上下文內存中搜索變量a,找到它,發現它的值是3,并將數字3作為參數傳遞給函數,準備好執行函數。
現在執行上下文將切換,創建了一個新的本地執行上下文,我們將其命名為“addTwo執行上下文”,執行上下文被推送到調用堆棧上。在addTwo執行上下文中,我們要做的第一件事是什么?
你可能會說,“在addTwo執行上下文中聲明了一個新的變量ret”,這是不對的。正確的答案是,我們需要先看函數的參數。在addTwo執行上下文中聲明一個新的變量x`,因為值3是作為參數傳遞的,所以變量x被賦值為3。
下一步是:在addTwo執行上下文中聲明一個新的變量ret。它的值被設置為 undefined(第三行)。
仍然是第3行,需要執行一個相加操作。首先我們需要x的值,JavaScript會尋找一個變量x,它會首先在addTwo執行上下文中尋找,找到了一個值為3。第二個操作數是數字2。兩個相加結果為5就被分配給變量ret。
第4行,我們返回變量ret的內容,在addTwo執行上下文中查找,找到值為5,返回,函數結束。
第4-5行,函數結束。addTwo執行上下文被銷毀,變量x和ret被釋放,它們已經不存在了。addTwo 執行上下文從調用堆棧中彈出,返回值返回給調用上下文,在這種情況下,調用上下文是全局執行上下文,因為函數addTwo是從全局執行上下文調用的。
現在我們繼續第4步的內容,返回值5被分配給變量b,程序仍然在第6行。
在第7行,b的值 5 被打印到控制臺了。
對于一個非常簡單的程序,這是一個非常冗長的解釋,我們甚至還沒有涉及閉包。但肯定會涉及的,不過首先我們得繞一兩個彎。
詞法作用域(Lexical scope)我們需要理解詞法作用域的一些知識。請看下面的例子:
1: let val1 = 2 2: function multiplyThis(n) { 3: let ret = n * val1 4: return ret 5: } 6: let multiplied = multiplyThis(6) 7: console.log("example of scope:", multiplied)
這里想說明,我們在函數執行上下文中有變量,在全局執行上下文中有變量。JavaScript的一個復雜之處在于它如何查找變量,如果在函數執行上下文中找不到變量,它將在調用上下文中尋找它,如果在它的調用上下文中沒有找到,就一直往上一級,直到它在全局執行上下文中查找為止。(如果最后找不到,它就是 undefined)。
下面列出向個步驟來解釋一下(如果你已經熟悉了,請跳過):
在全局執行上下文中聲明一個新的變量val1,并將其賦值為2。
第2-5行,聲明一個新的變量 multiplyThis,并給它分配一個函數定義。
第6行,聲明一個在全局執行上下文 multiplied 新變量。
從全局執行上下文內存中查找變量multiplyThis,并將其作為函數執行,傳遞數字 6 作為參數。
新函數調用(創建新執行上下文),創建一個新的 multiplyThis 函數執行上下文。
在 multiplyThis 執行上下文中,聲明一個變量n并將其賦值為6。
第 3 行。在multiplyThis執行上下文中,聲明一個變量ret。
繼續第 3 行。對兩個操作數 n 和 val1 進行乘法運算.在multiplyThis執行上下文中查找變量 n。我們在步驟6中聲明了它,它的內容是數字6。在multiplyThis執行上下文中查找變量val1。multiplyThis執行上下文沒有一個標記為 val1 的變量。我們向調用上下文查找,調用上下文是全局執行上下文,在全局執行上下文中尋找 val1。哦,是的、在那兒,它在步驟1中定義,數值是2。
繼續第 3 行。將兩個操作數相乘并將其賦值給ret變量,6 * 2 = 12,ret 現在值為 12。
返回ret變量,銷毀multiplyThis執行上下文及其變量 ret 和 n 。變量 val1 沒有被銷毀,因為它是全局執行上下文的一部分。
回到第6行。在調用上下文中,數字 12 賦值給 multiplied 的變量。
最后在第7行,我們在控制臺中打印 multiplied 變量的值
在這個例子中,我們需要記住一個函數可以訪問在它的調用上下文中定義的變量,這個就是詞法作用域(Lexical scope)。
返回函數的函數在第一個例子中,函數addTwo返回一個數字。請記住,函數可以返回任何東西。讓我們看一個返回函數的函數示例,因為這對于理解閉包非常重要。看粟子:
1: let val = 7 2: function createAdder() { 3: function addNumbers(a, b) { 4: let ret = a + b 5: return ret 6: } 7: return addNumbers 8: } 9: let adder = createAdder() 10: let sum = adder(val, 8) 11: console.log("example of function returning a function: ", sum)
讓我們回到分步分解:
第1行。我們在全局執行上下文中聲明一個變量val并賦值為 7。
第 2-8 行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為 createAdder 的變量,并為其分配了一個函數定義。第3-7行描述了上述函數定義,和以前一樣,在這一點上,我們沒有直接討論這個函數。我們只是將函數定義存儲到那個變量(createAdder)中。
第9行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為 adder 的新變量,暫時,值為 undefined。
第9行。我們看到括號(),我們需要執行或調用一個函數,查找全局執行上下文的內存并查找名為createAdder 的變量,它是在步驟2中創建的。好吧,我們調用它。
調用函數時,執行到第2行。創建一個新的createAdder執行上下文。我們可以在createAdder的執行上下文中創建自有變量。js 引擎將createAdder的上下文添加到調用堆棧。這個函數沒有參數,讓我們直接跳到它的主體部分.
第 3-6 行。我們有一個新的函數聲明,我們在createAdder執行上下文中創建一個變量addNumbers。這很重要,addnumber只存在于createAdder執行上下文中。我們將函數定義存儲在名為 addNumbers` 的自有變量中。
第7行,我們返回變量addNumbers的內容。js引擎查找一個名為addNumbers的變量并找到它,這是一個函數定義。好的,函數可以返回任何東西,包括函數定義。我們返addNumbers的定義。第4行和第5行括號之間的內容構成該函數定義。
返回時,createAdder執行上下文將被銷毀。addNumbers 變量不再存在。但addNumbers函數定義仍然存在,因為它返回并賦值給了adder 變量。
第10行。我們在全局執行上下文中定義了一個新的變量 sum,先賦值為 undefined;
接下來我們需要執行一個函數。哪個函數? 是名為adder變量中定義的函數。我們在全局執行上下文中查找它,果然找到了它,這個函數有兩個參數。
讓我們查找這兩個參數,第一個是我們在步驟1中定義的變量val,它表示數字7,第二個是數字8。
現在我們要執行這個函數,函數定義概述在第3-5行,因為這個函數是匿名,為了方便理解,我們暫且叫它adder吧。這時創建一個adder函數執行上下文,在adder執行上下文中創建了兩個新變量 a 和 b。它們分別被賦值為 7 和 8,因為這些是我們在上一步傳遞給函數的參數。
第 4 行。在adder執行上下文中聲明了一個名為ret的新變量,
第 4 行。將變量a的內容和變量b的內容相加得15并賦給ret變量。
ret變量從該函數返回。這個匿名函數執行上下文被銷毀,從調用堆棧中刪除,變量a、b和ret不再存在。
返回值被分配給我們在步驟9中定義的sum變量。
我們將sum的值打印到控制臺。
如預期,控制臺將打印15。我們在這里確實經歷了很多困難,我想在這里說明幾點。首先,函數定義可以存儲在變量中,函數定義在程序調用之前是不可見的。其次,每次調用函數時,都會(臨時)創建一個本地執行上下文。當函數完成時,執行上下文將消失。函數在遇到return或右括號}時執行完成。
最后,一個閉包看看下面的代碼,并試著弄清楚會發生什么。
1: function createCounter() { 2: let counter = 0 3: const myFunction = function() { 4: counter = counter + 1 5: return counter 6: } 7: return myFunction 8: } 9: const increment = createCounter() 10: const c1 = increment() 11: const c2 = increment() 12: const c3 = increment() 13: console.log("example increment", c1, c2, c3)
現在,我們已經從前兩個示例中掌握了它的訣竅,讓我們按照預期的方式快速執行它:
第 1-8 行。我們在全局執行上下文中創建了一個新的變量createCounter,并賦值了一個的函數定義。
第9行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為increment的新變量。
第9行。我們需要調用createCounter函數并將其返回值賦給increment變量。
第 1-8行。調用函數,創建新的本地執行上下文。
第2行。在本地執行上下文中,聲明一個名為counter的新變量并賦值為 0;
第 3-6行。聲明一個名為myFunction的新變量,變量在本地執行上下文中聲明,變量的內容是為第4行和第5行所定義。
第7行。返回myFunction變量的內容,刪除本地執行上下文。變量myFunction 和counter不再存在。此時控制權回到了調用上下文。
第9行。在調用上下文(全局執行上下文)中,createCounter返回的值賦給了increment,變量increment現在包含一個函數定義內容為createCounter返回的函數。它不再標記為myFunction`,但它的定義是相同的。在全局上下文中,它是的標記為labeledincrement。
第10行。聲明一個新變量 c1。
繼續第10行。查找increment變量,它是一個函數并調用它。它包含前面返回的函數定義,如第4-5行所定義的。
創建一個新的執行上下文。沒有參數,開始執行函數。
第4行。counter=counter + 1。在本地執行上下文中查找counter變量。我們只是創建了那個上下文,從來沒有聲明任何局部變量。讓我們看看全局執行上下文。這里也沒有counter變量。Javascript會將其計算為counter = undefined + 1,聲明一個標記為counter的新局部變量,并將其賦值為number 1,因為undefined被當作值為 0。
第5行。我們變量counter的值 1,我們銷毀本地執行上下文和counter變量。
回到第10行。返回值1被賦給c1。
第11行。重復步驟10-14,c2也被賦值為1。
第12行。重復步驟10-14,c3也被賦值為1。
第13行。我們打印變量c1 c2和c3的內容。
你自己試試,看看會發生什么。你會將注意到,它并不像從我上面的解釋中所期望的那樣記錄1,1,1。而是記錄1,2,3。這個是為什么?
不知怎么滴,increment函數記住了那個cunter的值。這是怎么回事?
counter是全局執行上下文的一部分嗎?嘗試 console.log(counter),得到undefined的結果,顯然不是這樣的。
也許,當你調用increment時,它會以某種方式返回它創建的函數(createCounter)?這怎么可能呢?變量increment包含函數定義,而不是函數的來源,顯然也不是這樣的。
所以一定有另一種機制。閉包,我們終于找到了,丟失的那塊。
它是這樣工作的,無論何時聲明新函數并將其賦值給變量,都要存儲函數定義和閉包。閉包包含在函數創建時作用域中的所有變量,它類似于背包。函數定義附帶一個小背包,它的包中存儲了函數定義創建時作用域中的所有變量。
所以我們上面的解釋都是錯的,讓我們再試一次,但是這次是正確的。
1: function createCounter() { 2: let counter = 0 3: const myFunction = function() { 4: counter = counter + 1 5: return counter 6: } 7: return myFunction 8: } 9: const increment = createCounter() 10: const c1 = increment() 11: const c2 = increment() 12: const c3 = increment() 13: console.log("example increment", c1, c2, c3)
同上,第1-8行。我們在全局執行上下文中創建了一個新的變量createCounter,它得到了指定的函數定義。
同上,第9行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為increment的新變量。
同上,第9行。我們需要調用createCounter函數并將其返回值賦給increment變量。
同上,第1-8行。調用函數,創建新的本地執行上下文。
同上,第2行。在本地執行上下文中,聲明一個名為counter的新變量并賦值為 0 。
第3-6行。聲明一個名為myFunction的新變量,變量在本地執行上下文中聲明,變量的內容是另一個函數定義。如第4行和第5行所定義,現在我們還創建了一個閉包,并將其作為函數定義的一部分。閉包包含作用域中的變量,在本例中是變量counter(值為0)。
第7行。返回myFunction變量的內容,刪除本地執行上下文。myFunction和counter不再存在。控制權交給了調用上下文,我們返回函數定義和它的閉包,閉包中包含了創建它時在作用域內的變量。
第9行。在調用上下文(全局執行上下文)中,createCounter返回的值被指定為increment,變量increment現在包含一個函數定義(和閉包),由createCounter返回的函數定義,它不再標記為myFunction,但它的定義是相同的,在全局上下文中,稱為increment。
第10行。聲明一個新變量c1。
繼續第10行。查找變量increment,它是一個函數,調用它。它包含前面返回的函數定義,如第4-5行所定義的。(它還有一個帶有變量的閉包)。
創建一個新的執行上下文,沒有參數,開始執行函數。
第4行。counter = counter + 1,尋找變量 counter,在查找本地或全局執行上下文之前,讓我們檢查一下閉包,瞧,閉包包含一個名為counter的變量,其值為0。在第4行表達式之后,它的值被設置為1。它再次被儲存在閉包里,閉包現在包含值為1的變量 counter。
第5行。我們返回counter的值,銷毀本地執行上下文。
回到第10行。返回值1被賦給變量c1。
第11行。我們重復步驟10-14。這一次,在閉包中此時變量counter的值是1。它在第12行設置的,它的值被遞增并以2的形式存儲在遞增函數的閉包中,c2被賦值為2。
第12行。重復步驟10-14行,c3被賦值為3。
第13行。我們打印變量c1 c2和c3的值。
你可能會問,是否有任何函數具有閉包,甚至是在全局范圍內創建的函數?答案是肯定的。在全局作用域中創建的函數創建閉包,但是由于這些函數是在全局作用域中創建的,所以它們可以訪問全局作用域中的所有變量,閉包的概念并不重要。
當函數返回函數時,閉包的概念就變得更加重要了。返回的函數可以訪問不屬于全局作用域的變量,但它們僅存在于其閉包中。
閉包不是那么簡單有時候閉包在你甚至沒有注意到它的時候就會出現,你可能已經看到了我們稱為部分應用程序的示例,如下面的代碼所示:
let c = 4 const addX = x => n => n + x const addThree = addX(3) let d = addThree(c) console.log("example partial application", d)
如果箭頭函數讓你感到困惑,下面是同樣效果:
let c = 4 function addX(x) { return function(n) { return n + x } } const addThree = addX(3) let d = addThree(c) console.log("example partial application", d)
我們聲明一個能用加法函數addX,它接受一個參數x并返回另一個函數。返回的函數還接受一個參數并將其添加到變量x中。
變量x是閉包的一部分,當變量addThree在本地上下文中聲明時,它被分配一個函數定義和一個閉包,閉包包含變量x。
所以當addThree被調用并執行時,它可以從閉包中訪問變量x以及為參數傳遞變量n并返回兩者的和 7。
總結我將永遠記住閉包的方法是通過背包的類比。當一個函數被創建并傳遞或從另一個函數返回時,它會攜帶一個背包。背包中是函數聲明時作用域內的所有變量。
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