浅谈 JavaScript 闭包

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ikook 1月 12, 2018
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相信学习 JavaScript 的同学都知道「闭包(Closure),这个概念在 JavaScript 中是非常重要的,并且在大多数人看来闭包是非常难以理解的概念。既然这样,那今天就带大家一起来看看这到底是何方神圣。

维基百科是这样解释的:

闭包,又称词法闭包或函数闭包,是引用了自由变量的函数,这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在,即使离开了创造它的环境也不例外,所以,闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体

说了半天一句也没看懂,那我们来看看 JS 官方是怎么解释的:

闭包是指多个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。

我去,这又是什么东西?只看出闭包是个函数,其他的还是一概不知。

既然这样不知道它们在说些什么,不如跟着我的思路来看一看到底是个什么。

要理解闭包,首先我们要弄明白什么是词法作用域作用域链

作用域一般有两种常见的模型,一种叫做词法作用域,另一种叫做动态作用域。我们的 JavaScript 就是基于词法作用域的语言。

简单来讲,词法作用域就是一个变量的作用在出生(定义)时就已经被设定好了,当在本作用域中找不到变量时,就会一直向父作用域中去查找,直到直到为止。如果不明白的话,看下面的代码大概就能理解了。

代码中 fun1 在其内部已经定义了变量 y,所以在查找 y 时在该作用域(内部函数 fun1 中)内可以找到,则无需再往父作用域中去查找;如果在其作用域内没有查找到,则会在父作用域内查找,也就是使用 fun 函数中的变量 y。

既然 JavaScript 中的函数和变量都有其作用域,那么作用域之间就会产生一条链,我们称之为作用域链。假设我们编写了一段 JS 代码,那这段代码就会有一个与之关联的作用域链。这个作用域链就是由全局对象(如:window)、我们自定义的对象(函数,局部变量)组成。比如上面的代码,其作用域链上是这样的:函数 fun1、变量 y ==> 函数 fun、变量 x、y ==> 全局对象。这就是所谓的作用域链

理解了上面的内容,就可以来看看咱们今天的主人公「闭包」了。

函数对象可以通过作用域链相互关联起来,函数体内部的变量都可以保存在函数作用域内,也就是函数变量可以被藏在作用域链之内,这种特性在计算机科学文献中称为闭包。看上去变量被“封闭包裹”了起来。由此可见,从理论上讲,所有的 JavaScript 函数全都是闭包的,因为它们都是对象,它们都关联在作用域链上。

那么怎么才能显式的形成闭包呢?先来看下面的例子。

注意这段代码中标记的地方:内部函数 fun1 在执行前通过外部函数被返回了,外部函数被赋值给了变量 result。这时,变量 result 的值就变成了函数 fun1,也就是说内部变量 name 在所属函数外部被调用了。我们来证实一下:

可以看到 result 的值就是函数 fun1,那为什么还可以读取变量 name 呢?答案就是 result 变成闭包了。

result 由两部分组成:函数以及创建该函数的环境。函数就是被外部函数返回的内部函数,而环境就是由闭包创建时在作用域中的任何局部变量组成的。在我们的例子中,result 是一个闭包,由函数 fun1 和闭包创建时存在的「“Google”」字符串形成。

现在想想,维基百科说的好像就是这么回事:闭包是由函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。这就解释了为什么可以读取变量 name 了,因为 result 引用的环境是 fun1 函数相关的引用环境,可以理解为: result 处在 fun1 所处的作用域链的位置,既然这样,那自然可以读取变量 name 了。

这就是闭包,现在看来也就是这么回事么,没什么难理解的。

既然已经理解了,那我们再来看一个例子(引用自廖雪峰老师的 JS 教程):

这个例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的 3 个函数都添加到数组 arr 中返回了。

那么调用 f1() 、f2()、f3() 的结果是什么呢?不就是 1,4,9 吗? 不是。

你没看错,答案就是 16,全部都是!原因在于闭包 results 返回的数组中的函数引用了变量 i,但这个返回的数组中的函数并不是立刻执行的,等到执行时,它们所引用的变量 i 已经变成 4 了,所以结果为 16。还是没明白?上面我们说了,闭包是由函数和其相关的引用环境组合而成的,既然所处的环境还是在作用域链原来的位置,那么变量 i 就会在 for 循环的作用下变成 4,而到了你去调用闭包的时候,闭包引用的变量 i 的值自然为 4 了,所以结果自然就是 16 了。

这个例子要提醒大家的是:返回的函数,不要引用任何循环变量和变量值后续会发生变化的变量。这一点在使用闭包时一定要牢记。

还要说明的一点就是,避免滥用闭包。原因:使用闭包之后,闭包中函数所处的环境会一直存在,所以闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中,不会被“垃圾回收机制”回收,进而内存消耗过大,造成网页性能下降。

最后,理解清楚作用域链的概念不但对掌握闭包非常重要,并且对其他知识点(比如 with 语句)同样很重要。


ikook
2018.01.12


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