JavaScript中的闭包

作用域

先来说下什么是作用域,简单的说,作用域就是变量与函数的可访问范围,即作用域控制着变量与函数的可见性和生命周期。他减少了名称冲突,并且提供了自动内存管理。
在JavaScript中,变量的作用域有全局作用域和局部作用域两种。

全局作用域

var num1 = 1;
function fun1 (){
  num2 = 2;
}

以上三个对象 num1, num2fun1 均是全局作用域,这里要注意的是 末定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域

局部作用域

function wrap(){
  var obj = "我被wrap包裹起来了,wrap外部无法直接访问到我";
  function innerFun(){
      //外部无法访问我
  }
}

作用域链

当代码在一个环境中执行时,会创建变量对象的一个作用域链。
[{当前环境的变量对象},{外层变量对象},{外层的外层的变量对象}, {window全局变量对象}] 每个数组单元就是作用域链的一块,这个块就是我们的变量对象。
作用于链的前端,始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。全局执行环境的变量对象也始终都是链的最后一个对象。

function foo(){
    var a = 12;
    fun(a);
    function fun(a){
        var b = 8;
        console.log(a + b);
    }
}  
foo();

再来看上面这个简单的例子,我们可以先思考一下,每个执行环境下的变量对象都是什么? 这两个函数它们的变量对象分别都是什么?

我们以fun为例,当我们调用它时,会创建一个包含 argumentsab的 ** 活动对象 **,对于函数而言,在执行的最开始阶段它的活动对象里只包含一个变量,即arguments(当执行流进入,再创建其他的活动对象)。

在活动对象中,它依然表示当前参数集合。对于函数的活动对象,我们可以想象成两部分,一个是固定的arguments对象,另一部分是函数中的局部变量。而在此例中,a和b都被算入是局部变量中,即便a已经包含在了arguments中,但他还是属于。

有没有发现在环境栈中,所有的执行环境都可以组成相对应的作用域链。我们可以在环境栈中非常直观的拼接成一个相对作用域链。

下面我们大致说下这段代码的执行流程:

  1. 在创建foo的时候,作用域链已经预先包含了一个全局对象,并保存在内部属性[[ Scope ]]当中。
  2. 执行foo函数,创建执行环境与活动对象后,取出函数的内部属性[[Scope]]构建当前环境的作用域链(取出后,只有全局变量对象,然后此时追加了一个它自己的活动对象)。
  3. 执行过程中遇到了fun,从而继续对fun使用上一步的操作。
  4. fun执行结束,移出环境栈。foo因此也执行完毕,继续移出。
  5. javscript 监听到foo没有被任何变量所引用,开始实施垃圾回收机制,清空占用内存。

作用域链其实就是引用了当前执行环境的变量对象的指针列表,它只是引用,但不是包含,因为它的形状像链条,它的执行过程也非常符合,所以我们都称之为 ** 作用域链 **,而当我们弄懂了这其中的奥秘,就可以抛开这种形式上的束缚,从原理上出发。

闭包

闭包,官方对闭包的解释是:一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式(通常是一个函数),因而这些变量也是该表达式的一部分。

闭包的特点:

  1. 作为一个函数变量的一个引用,当函数返回时,其处于激活状态。
  2. 一个闭包就是当一个函数返回时,一个没有释放资源的栈区。
    其实就是 ** 有权访问另一个函数作用域中的变量的函数 。简单说就是,假设函数a是定义在函数b中的函数,那么函数a就是一个闭包。正常情况下,在函数的外部访问不到函数内部的变量,但有了闭包就可以间接的实现访问内部变量的需要。也就是说, 闭包是连接函数内部和外部的桥梁 **。

闭包的作用

  1. 访问函数内部的变量。
  2. 让被引用的变量值始终保持在内存中。
function fn1(){
    var a = 1;
    return function(){
        console.log(++a);
    }

}

var fn2 = fn1();

fn2();        //输出2

fn2();        //输出3

在这段代码中,fn1中的闭包函数被当作结果返回,在闭包中的引用的变量a因为被引用而没有被清除,一直保存在内存当中,所以执行fn2的时候会输出不断增加的结果:2和3。

当闭包中引用了函数中的变量时,那么,这个变量就会保存在内存中。也就是上面提到的闭包的第二个作用。之所以为这样,是因为JavaScript的回收机制。

基本所有浏览器都是使用“标记清除”的方式回收内存。也就是说,当变量进入执行环境的时候(在函数中声明一个变量),就给变量添加标记,而当函数执行完的,变量不再被引用的时候,再添加删除的标记,垃圾收集器就会自动清楚这个变量占有的内存。但在闭包中引用了函数中的变量,而闭包又被当作结果返回时,闭包中的因为被引用就不会被清除

闭包的用途

  1. 匿名自执行函数

我们知道所有的变量,如果不加上var关键字,则默认的会添加到全局对象的属性上去,这样的临时变量加入全局对象有很多坏处,
比如:别的函数可能误用这些变量;造成全局对象过于庞大,影响访问速度(因为变量的取值是需要从原型链上遍历的)。
除了每次使用变量都是用var关键字外,我们在实际情况下经常遇到这样一种情况,即有的函数只需要执行一次,其内部变量无需维护,
比如UI的初始化,那么我们可以使用闭包:

var data= {
  table : [],
  tree : {}
};

(function(dm){
  for(var i = 0; i < dm.table.rows; i++){
    var row = dm.table.rows[i];
    for(var j = 0; j < row.cells; i++){
      drawCell(i, j);
    }
  }
})(data);

我们创建了一个匿名的函数,并立即执行它,由于外部无法引用它内部的变量,因此在函数执行完后会立刻释放资源,关键是不污染全局对象。

  1. 结果缓存

我们开发中会碰到很多情况,设想我们有一个处理过程很耗时的函数对象,每次调用都会花费很长时间,

那么我们就需要将计算出来的值存储起来,当调用这个函数的时候,首先在缓存中查找,如果找不到,则进行计算,然后更新缓存并返回值,如果找到了,直接返回查找到的值即可。闭包正是可以做到这一点,因为它不会释放外部的引用,从而函数内部的值可以得以保留。

var CachedSearchBox = (function(){
  var cache = {},
      count = [];
  return {
    attachSearchBox : function(dsid){
      if(dsid in cache){ //如果结果在缓存中
        return cache[dsid]; //直接返回缓存中的对象
      }
      var fsb = new uikit.webctrl.SearchBox(dsid); //新建
      cache[dsid] = fsb; //更新缓存
      if(count.length > 100){ //保正缓存的大小<=100
        delete cache[count.shift()];
      }
      return fsb;
    },

    clearSearchBox : function(dsid){
      if(dsid in cache){
        cache[dsid].clearSelection();
      }
    }
  };
})();

CachedSearchBox.attachSearchBox("input");

这样我们在第二次调用的时候,就会从缓存中读取到该对象。

  1. 封装
var person = function(){
  //变量作用域为函数内部,外部无法访问
  var name = "default";

  return {
      getName : function(){
          return name;
      },
      setName : function(newName){
          name = newName;
      }
  }
}();

print(person.name);//直接访问,结果为undefined
print(person.getName());
person.setName("abruzzi");
print(person.getName());

// 得到结果如下:  

// undefined  
// default  
// abruzzi
  1. 实现类和继承
function Person(){
  var name = "default";

  return {
    getName : function(){
      return name;
    },
    setName : function(newName){
      name = newName;
    }
  }
};

var p = new Person();
p.setName("Tom");
alert(p.getName());

var Jack = function(){};
//继承自Person
Jack.prototype = new Person();
//添加私有方法
Jack.prototype.Say = function(){
  alert("Hello,my name is Jack");
};
var j = new Jack();
j.setName("Jack");
j.Say();
alert(j.getName());

我们定义了Person,它就像一个类,我们new一个Person对象,访问它的方法。

下面我们定义了Jack,继承Person,并添加自己的方法。

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