第七章 函数表达式(闭包重点)

7.1函数表达式

使用函数表达式可以无须对函数命名,从而实现动态编程。匿名函数,也称为拉姆达函数,是一种使用JavaScript函数的强打方式。以下总结函数表达式的特点:
- [ ] 函数表达式不同于函数声明。函数声明要求有名字,但函数表达式不需要。没有名字的函数表达式也叫匿名函数。
- [ ] 在无法确定如何引用函数的情况下,递归函数就会变得比较复杂。
- [ ] 递归函数应该使用arguments.callee来递归地调用本身,不要使用函数名——函数名可能会发生变化。

关于函数声明,它的一个重要特征就是函数声明提升,意思是在执行代码之前会先读取函数声明。这就意味着可以把函数声明放在调用它的语句后面。

sayHi();
function sayHi(){
    alert("Hi!");
}

函数表达式有几种不同的语法形式。下面是最常见的额一种形式:

var functionName = function(arg0,arg1,arg2){
    //函数体;
};

函数表达式与其他表达式一样,在使用前必须先赋值。

sayHi();    //错误:函数还不存在
var sayHi = function(){
    alert("Hi!");
}

7.2递归

递归函数是在一个函数通过名字调用自身的情况下构成的,如下所示:

function factorial(num){
    if(num <= 1){
        return 1;
    } else{
        return num * factorial(num-1);
    }
}

这是一个经典的递归阶乘函数。这样使用表面没有问题,但下面的代码可能导致它出错。

var anotherFactorial = factorial;
factorial = null;
alert(anotherFactorial(4)); //出错!

这里factorial已经不是函数,所以会报错。

但是,arguments.callee是一个指向正在执行的函数的指针,因此可以用它来实现对函数的递归调用,如下:

function factorial(num){
    if(num <= 1){
        return 1;
    } else{
        return num * arguments.calleel(num-1);
    }
}

但在严格模式下,不能通过脚本访问arguments.callee,访问这个属性会导致错误。不过,可以使用命名函数表达式来达成相同的结果。例如:

var factorial = (function f(num){
    if(num <= 1){
        return 1;
    } else{
        return num * f(num-1);
    }
});

这种方式在严格模式和非严格模式下都能正常使用。

7.3 闭包

主要需要理解匿名函数和闭包的概念,不要混淆。
匿名函数就是没有名字的函数,例如:

(function(args0,args1){

})();

闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。也可以理解为定义在一个函数内部的函数。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。

当函数内部定义了其他函数是,就创建了闭包。闭包有权访问包含函数内部的所有变量,原理如下:

  • [ ] 在后台执行环境中,闭包的作用域链包含着它自己的作用域、包含函数的作用域和全局作用域。
  • [ ] 通常,函数的作用域及其所有变量都会在函数执行结束后被销毁。
  • [ ] 但是,当函数返回了一个闭包时,这个函数的作用域将会一直在内存中保存到闭包不存在为止。

使用闭包可以在JavaScript中模仿块级作用域(JS本身没有块级作用域的概念),要点如下:

  • [ ] 创建并立即调用一个函数,这样既可以执行其中的代码,又不会在内存中留下对该函数的引用。
  • [ ] 结果就是函数内部的所有变量都会被立即销毁————除非将某些变量赋值给了包含作用域(即外部作用域)中的变量。

闭包还可以用于在对象中创建私有变量,相关概念和要点如下:

  • [ ] 即使JavaScript中没有正式的私有对象属性的概念,但可以使用闭包来实现公有方法,而通过公有方法可以访问在包含作用域中定义的变量。
  • [ ] 有权访问私有变量的公有方法叫做特权方法。
  • [ ] 可以使用构造函数模式、原型模式来实现自定义类型的特权方法,也可以使用模块模式、增强的模块模式来实现单例的特权方法。

在函数执行过程中,为读取和写入变量的值,就需要在作用域链中查找变量。来看下面的例子:

function compare(value1,value2){
    if(value1 < value2){
        return -1;
    } else if (value1 > value2){
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}
var result = compare(5,10);

当调用compare()时,会创建一个包含arguments、value1和value2的活动对象。全局执行环境的变量对象(包含result和compare)在compare()执行环境的作用域链中则处于第二位。

后台的每个执行环境都有一个表示变量的对象————变量对象。全局环境的变量对象始终存在,而像compare()函数这样的局部环境的变量对象,则只在函数执行的过程中存在。在创建compare()函数时,会创建一个预先包含全局变量对象的作用域链,这个作用域链被保存在内部的[[Scope]]属性中。当调用compare()函数时,会为函数创建一个执行环境,然后通过复制函数的[[Scope]]属性中的对象构建起执行环境的作用域链。此后,又有一个活动对象(在此作为变量对象使用)被创建并被推入执行环境作用域链的前端。

对于这个例子中compare()函数的执行环境而言,其作用域链中包含两个变量对象:本地活动对象和全局变量对象。显然,作用域链本质上是一个指向变量对象的指针列表,它只引用但不实际包含变量对象。

无论什么时候在函数中访问一个变量时,就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量。一般来讲,当函数执行完毕后,局部活动对象就会被销毁,内存中仅保存全局作用域(全局执行环境的变量对象)。

但是,闭包的情况又有所不同。在另一个函数内部定义的函数会将包含函数(即外部函数)的活动对象添加到它的作用域链中。匿名函数可以访问在包含函数中定义的所有变量。包含函数的活动对象需要在匿名函数销毁后进行销毁,因为匿名函数的作用域链仍然在引用这个活动对象。

==由于闭包会携带包含它的函数的作用域,因此会比其他函数占用更多的内存。==

7.3.1 闭包与变量

作用域链的这种配置机制引出了一个值得注意的副作用,即闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值。别忘了闭包所保存的是整个变量对象,而不是某个特殊的变量。可以通过下面的例子来说明这个问题:

function createFnctions(){
    var result = new Array();

    for(var i = 0;i < 10; i++){
        result[i] = function(){
            return i;
        };
    }
    return result;
}

这个函数会返回一个数组。表面上看,似乎每个函数都应该返回自己的索引值,即位置0的函数返回0,位置1的函数返回1等等。但实际上,每个函数都返回10。因为每个函数的作用域链中都保存着createFnctions()函数的活动对象,所以它们引用的都是同一个变量i。但是可以通过创建另一个匿名函数强制让闭包的行为符合预期,如下:

function createFnctions(){
    var result = new Array();

    for(var i = 0;i < 10; i++){
        result[i] = function(num){
            return function(){
                return num;
            };
        }(i);
    }
    return result;
}

在这段代码中,没有直接把闭包赋值给数组,而是定义了一个匿名函数,并将立即执行该匿名函数的结果赋给数组。代码中的num是最终的函数要返回的值。在调用每个匿名函数时,都传入了变量i。由于函数参数是按值传递的,所以就会将变量i的当前值复制给参数num。而在这个匿名函数内部,又创建并返回了一个 访问num的闭包。

7.3.2 关于this对象

this对象是在运行时基于函数的执行环境绑定的:在全局函数中,this等于window,而当函数被作为某个对象的方法调用时,this等于那个对象。不过。匿名函数的执行环境具有全局性,因此其this对象通常指向window。

var name = "The Window";
var object = {
    name : "My Object";

    getNameFunc : function (){
        return function(){
            return this.name;
        };
    }
};
alert(object.getNameFunc()());      //"The Window"

这里为什么匿名函数没有取得外部作用域的this对象呢?因为每个函数在被调用时都会自动取得两个特殊变量:this和arguments。内部函数在搜索这两个变量时,只会搜索到其活动对象为止,因此永远不可能直接访问外部函数中的这两个变量。

这里需要注意的是,前面提到的闭包有权访问包含函数的所有变量,同此处的区别理解。下面我简单的解释一下:

this是跟著函式呼叫而产生的,它的范围是以函式为界限,谁(某物件)呼叫了这个函式,谁(某物件)就是this,与函式是在全域定义或物件字面定义无关,与呼叫函式是谁才有关。总个来说明,作用域是静态的,但this的建立却是动态的。

1.this一般情况下,指向函数的拥有者。

对getNameFunc函式来说,this的确是object,也就是说当你的程式码改为下面的写法,就可以获得object.name,因为此时的this相当于object:

var object = {
  name:'My Object',
  getNameFunc: function(){
    return this.name;
  }
}
alert(object.getNameFunc()()); //“My Object”

2.在函数自执行里,this指向的是window对象。

当函式中没有明确的呼叫它的对象,在旧的情况下,this值默认为为window物件也就是全域物件,在新的标准中或是用严格模式(strict code)时,是undefined,刚上面说过this是以函式为界限。所以你在内部(巢状)函式里的下面这个函式呼叫,很明显的它的this值必然是默认情况:

return function(){
   return this.name;
}();

当然,如果把外部作用域中的this对象保存在一个闭包能够访问到的变量里,就可以让闭包访问该对象了,如下所示:

var name = "The Window";
var object = {
    name : "My Object";

    getNameFunc : function (){
        var that = this;
        return function(){
            return that.name;
        };
    }
};
alert(object.getNameFunc()());      //"My Object"

另一个特殊变量arguments和this是相同的使用方法。

7.3.3 内存泄露

如果闭包的作用域链中保存着一个HTML元素,那么就意味着该元素将无法被销毁。来看下面的例子:

function assignHandler(){
    var element = document.getElementById("someElement");
    element.onclick = function(){
        alert(element.id);
    };
}

由于匿名函数保存了一个对assignHandler()的活动对象的引用,因此就会导致无法减少element的引用数。只要匿名函数存在,element的引用数至少也是1,因此它所占用的内存就永远不会被回收。不过通过修改可以解决,如下:

function assignHandler(){
    var element = document.getElementById("someElement");
    var id = element.id;
    element.onclick = function(){
        alert(id);
    };
    elememt = null;
}

通过把element.id的一个副本保存在一个变量中,并且在闭包中引用该变量消除了循环引用。必须要记住的是:闭包会引用包含函数的整个活动对象,而其中包含着element。即使闭包不直接引用element,包含函数的活动对象中也仍然会保存一个引用。因此,有必要把element变量设置为null。

7.4 模仿块级作用域

JavaScript没有块级作用域的概念。这意味着在块语句中定义的变量,实际上是在包含函数中而非语句中创建的,如下实例:

function outputNumbers(count){
    for(var i = 0;i < count; i++){
        alert(i);
    }
    alert(i);   //计数
}

JS中于其他语言有所区别,变量i是定义在outputNumbers()的活动对象中的,因此从它有定义开始,就可以在函数内部随处访问它。即使像下面这样错误地重新声明同一个变量,也不会改变它的值。

function outputNumbers(count){
    for(var i = 0;i < count; i++){
        alert(i);
    }
    var i;  //重新声明变量
    alert(i);   //计数
}

当多次声明了同一个变量,它只会对后续的声明视而不见,但会执行后续声明中的变量初始化。

用作块级作用域(通常称为私有作用域)的匿名函数的语法如下所示:

(fucntion(){
    //这里是块级作用域
})();

将函数声明包含在一对圆括号中,表示它实际上是一个函数表达式。而紧随其后的另一对圆括号会立即调用这个函数。

在匿名函数中定义的任何变量,都会在执行结束时被销毁。我们应该尽量少向全局作用域中添加变量和函数。

7.5 私有变量

JavaScript中没有私有成员的概念,所有对象属性都是公有的,但是有一个私有变量的概念。任何在函数中定义的变量,都可以认为是私有变量,因为不能再函数的外部访问这些变量。私有变量包括函数的参数、局部变量和在函数内部定义的其他函数。

由于函数外部不能访问函数内定义的变量,所以可以在函数内部创建闭包,闭包通过自己的作用域链也可以访问这些变量,利用这一点,就可以创建用于访问变量的公有方法。而有权访问私有变量和私有函数的公有方法称为特权方法。

有两种在对象上创建特权方法的方式。第一种是在构造函数中定义特权方法,基本模式如下。

function MyObject(){
    //私有变量和私有函数
    var privateVariable = 10;

    function privateFunction(){
        return false;
    }

    //特权方法
    this.publicMehtod = function(){
        privateVariable++;
        return privateFunction();
    };
}

利用私有和特权成员,可以隐藏那些不应该被直接修改的数据,例如:

function Person(name){
    this.getName = function(){
        return name;
    };

    this.setName = function(value){
        name = vaule;
    };
}
var person = new Person("Nicholas");
alert(person.getName());  //"Nicholas"
person.setName("Greg");
alert(person.getName())   //"Greg"

7.5.1 静态私有变量

通过在私有作用域中定义私有变量或函数,同样也可以创建特权方法,其基本模式如下所示:

(function(){
    //私有变量和私有函数
    var privateVariable = 10;

    function privateFunction(){
        return false;
    }

    //构造函数
    MyObject = fucntion(){

    };

    //公有/特权方法
    MyObject.prototype.publicMethod = function(){
        privateVariable++;
        return privateFunction();
    };
})();

此处,MyObject未经声明,所以是个全局变量,能够在私有作用域外被访问到。但在严格模式下,未经声明的变量赋值会导致错误。

7.5.2 模块模式

模块模式是为单例创建私有变量和特权方法。所谓单例,指的就是只有一个实例的对象。按照惯例,JavaScript是以对象字面量的方式来创建单例对象的。

模块模式通过为单例添加私有变量和特权方法能够使其得到增强,其语法形式如下:

var singleton = function(){
    //私有变量和私有函数
    var privateVariable = 10;

    function privateFunction(){
        return false;
    }
    //特权/公有方法和属性
    return {
        publicProperty : true;

        publicMethod : function(){
            privateVariable++;
            return privateFunction();
        }
    };
}();

这个模块模式使用了一个返回对象的匿名函数。这个对象是在匿名函数内部定义的 ,因此它的公有方法有权访问私有变量和函数。从本质上讲,这个对象字面量定义的是单例的公共接口。出啊是化的单例实例见书上P190页(JavaScript高级程序设计)

简而言之,如果必须创建一个对象并以某些数据对其进行初始化,同时还要公开一些能够访问这些私有数据的方法,那么就可以使用模块模式。

7.5.3 增强模块模式

改进后的模块模式指,在返回对象之前加入对其增强的代码。这种增强的模块模式适合那些单例必须是某种类型的实例,同时还必须添加某些属性和(或)方法对其加以增强的情况。

var singleton = function(){
    //私有变量和私有函数
    var privateVariable = 10;

    function privateFunction(){
        return false;
    }

    //创建对象
    var object = new CustomType();

    //添加特权/公有方法和属性
    object.publicProperty = true;

    boject.publicMethod = function(){
            privateVariable++;
            return privateFunction();
    };
    //返回这个对象
    return object;
}();

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