学习Javascript闭包(Closure)及几个经典面试题理解

时间:2023-03-09 15:12:51
学习Javascript闭包(Closure)及几个经典面试题理解

今天遇到一个面试题,结果让我百思不得其解。后来在查阅了各种文档后,理清了来龙去脉。让我们先来看看这道题:

 function Foo( ){
  var i = 0;
  return function( ){
    console.log(i++);
  }
}
var f1 = Foo( ),f2 = Foo( );
f1( );
f1( );
f2( );

大眼一看,我的答案是0,0,0。因为无论怎么调用 i 都被初始化为0了啊!然而正确的答案是0,1,0。其实这道题考察的是闭包和++i和i++的区别:

  当调用Foo()函数时,返回的是第三行的匿名函数,即 var f1=function(){console.log(i++)}; 所以调用 f1() 时,即相当于调用匿名函数返回打印的值。

  匿名函数在Foo()函数的内部,所以可以调用变量var i=0;即第一次f1()打印出 0;此时再++(++在后表示先执行再++),即变量 i =1被始终保持在内存中;这也就是第二次调用f1()时,返回1的原因。

  这里用到的就是闭包的两大用处:可以读取函数内部的变量,另一个就是让这些变量的值始终保持在内存中。

看到这里你可能还对闭包产生不解,接下来我们就来了解一下闭包:

闭包(closure)是Javascript语言的一个难点,也是它的特色,很多高级应用都要依靠闭包实现。  

一、变量的作用域

  要理解闭包,首先必须理解Javascript特殊的变量作用域。

  变量的作用域无非就是两种:全局变量和局部变量。

  Javascript语言的特殊之处,就在于函数内部可以直接读取全局变量。

var n=999;

function f1(){
  alert(n);
} f1(); //

  另一方面,在函数外部自然无法读取函数内的局部变量。

function f1(){
  var n=999;
} alert(n); // error

  这里有一个地方需要注意,函数内部声明变量的时候,一定要使用var命令。如果不用的话,你实际上声明了一个全局变量!

function f1(){
  n=999;
} f1(); alert(n); //

二、如何从外部读取局部变量?

  出于种种原因,我们有时候需要得到函数内的局部变量。但是,前面已经说过了,正常情况下,这是办不到的,只有通过变通方法才能实现。

  那就是在函数的内部,再定义一个函数。

function f1(){

  var n=999;

  function f2(){
    alert(n); //
  } } 

  在上面的代码中,函数f2就被包括在函数f1内部,这时f1内部的所有局部变量,对f2都是可见的。但是反过来就不行,f2内部的局部变量,对f1就是不可见的。这就是Javascript语言特有的"链式作用域"结构(chain scope),子对象会一级一级地向上寻找所有父对象的变量。所以,父对象的所有变量,对子对象都是可见的,反之则不成立。

  既然f2可以读取f1中的局部变量,那么只要把f2作为返回值,我们不就可以在f1外部读取它的内部变量了吗! 

function f1(){

  var n=999;

  function f2(){
    alert(n);
  }   return f2; } var result=f1(); result(); //

三、闭包的概念

  上一节代码中的f2函数,就是闭包。

  各种专业文献上的"闭包"(closure)定义非常抽象,很难看懂。我的理解是,闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。

  由于在Javascript语言中,只有函数内部的子函数才能读取局部变量,因此可以把闭包简单理解成"定义在一个函数内部的函数"。

  所以,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。

四、闭包的用途

  闭包可以用在许多地方。它的最大用处有两个,一个是前面提到的可以读取函数内部的变量,另一个就是让这些变量的值始终保持在内存中。

  怎么来理解这句话呢?请看下面的代码。 

function f1(){

  var n=999;

  nAdd=function(){n+=1}

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

  在这段代码中,result实际上就是闭包f2函数。它一共运行了两次,第一次的值是999,第二次的值是1000。这证明了,函数f1中的局部变量n一直保存在内存中,并没有在f1调用后被自动清除。

  为什么会这样呢?原因就在于f1是f2的父函数,而f2被赋给了一个全局变量,这导致f2始终在内存中,而f2的存在依赖于f1,因此f1也始终在内存中,不会在调用结束后,被垃圾回收机制(garbage collection)回收。

  这段代码中另一个值得注意的地方,就是"nAdd=function(){n+=1}"这一行,首先在nAdd前面没有使用var关键字,因此nAdd是一个全局变量,而不是局部变量。其次,nAdd的值是一个匿名函数(anonymous function),而这个匿名函数本身也是一个闭包,所以nAdd相当于是一个setter,可以在函数外部对函数内部的局部变量进行操作。

五、使用闭包的注意点

  1)由于闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中,内存消耗很大,所以不能滥用闭包,否则会造成网页的性能问题,在IE中可能导致内存泄露。解决方法是,在退出函数之前,将不使用的局部变量全部删除。

  2)闭包会在父函数外部,改变父函数内部变量的值。所以,如果你把父函数当作对象(object)使用,把闭包当作它的公用方法(Public Method),把内部变量当作它的私有属性(private value),这时一定要小心,不要随便改变父函数内部变量的值。

学习完以上关于闭包的知识后,我们再来看下几个经典关于闭包应用的面试题,如果你能理解下面代码的运行结果,应该就算理解闭包的运行机制了。

代码片段一。

 var name = "The Window";

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

代码片段二。

var name = "The Window";

var object = {
  name : "My Object",   getNameFunc : function(){
    var that = this; //这里的this指代的就是object本身了。
    return function(){
      return that.name;
    };   } }; alert(object.getNameFunc()()); //My Object

理解:在 JavaScript 中,一个函数的上下文环境,也就是this关键词所引用对象,是依赖于函数是如何被调用的,而不是依赖于函数如何被定义的。

代码片段一中 object.getNameFunc()() 可以写成window.object.getNameFunc(),所以this指向的是全局的window即 var name = "The Window";

而代码片段二中 var that = this;改变了this的指向,此时this指向的是object.name。

代码片段三:

var fullname = 'John Doe';

var obj = {
fullname: 'Colin Ihrig', prop: {
fullname: 'Aurelio De Rosa', getFullname: function() {
return this.fullname;
} }
};
(1)console.log(obj.prop.getFullname()); //注意和代码片段一的obj.prop.getFullname()()区分
(2)var test = obj.prop.getFullname; // 可以写成window.obj.prop.getFullname console.log(test());

理解:上面的代码打印出Aurelio De Rosa和John Doe。原因同样是在 JavaScript 中,一个函数的上下文环境,也就是this关键词所引用对象,是依赖于函数是如何被调用的,而不是依赖于函数如何被定义的。

在第一个console.log()调用中, getFullname()是作为obj.prop的函数被调用的。因此,这里的上下文环境指向后者并且函数返回this对象的 fullname属性。相反,当 getFullname() 被赋为test变量的值时,那个语境指向全局对象(window)。这是因为,test被隐式设置为全局对象的属性。因此,函数调用返回window的fullname属性值,在此段代码中,这个值是通过第一行赋值语句设置的。

代码片段四:

(function(){
var result=[];
for(var i=0;i<10;i++){
result[i]=function(){
return i; }
}
alert(result[1]()); //10
  alert(result[2]()); //10
})(); 

理解:上面这段代码创建了10个闭包,并将它们存储到一个数组中。这些闭包都是在同一个函数调用中定义的,因此它们可以共享变量 i 。当return[i]返回时,变量 i 的值是10,所有的闭包都共享这一个值,因此,数组中的函数的返回值都是同一个值。这不是我们想要的结果。其实,我们一开始是可以像下面这样做的,这段代码利用循环创建了很多个闭包,就犯了一个错误,试图将循环代码移入定义这个闭包的函数之内(函数的执行依赖于变量的作用域,这个作用域是在函数定义时决定的,而不是函数调用时决定的):

function constfun(v){return function(){return v;}}

(function(){

  var result=[];

  for(var i=0;i<10;i++){

    result[i]=constfun(i);
  }   console.log(result[1]()); // 1
  console.log(result[2]()); // 2

})()

还有一种写法就是:

(function(){
var result=[];
for(var i=0;i<10;i++){
result[i]=(function(){return i;})(i);
}
return result;
})();
// [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

那这和代码片段四有什么区别呢?首先,这两个都是闭包(占用函数外部的变量,是变量无法消除)。

代码片段四,i永远都是那个i(相当于一个指针),存入result数组里面的值其实就是指针i,指向的那个具体的值也是同一个,随着循环不断在变化,循环完成了,值定下来了(等于10),数组里装的值也就定下来了(全部是10)。

这种写法呢呢,是借用立即执行函数。(function(){})(i);立即执行函数是把i作为参数传到函数里面。

这个好处是这样的:参数是按值传递,这样函数获得的i就不是一个指针了,而是i的一个副本。那么,数组里面的各个值(函数执行后返回得值)就毫无瓜葛,你是你,我是我。