Javascript闭包并非魔法

1.jpg

本文翻译自JavaScript closures for beginners

闭包不是什么魔法

本篇文章介绍了闭包,方便程序员们能够进一步理解javascript代码,本文适合有一定编程经验的程序员,比如可以看懂如下代码:大神请绕道。

Example 1
function sayHello(name) {
  var text = 'Hello ' + name;
  var say = function() { console.log(text); }
  say();
}
sayHello('Joe');  //Hello Joe

一旦深刻理解了核心概念,闭包就并不难分析和运用了。

一个关于闭包的案例

两句话总结:

  • 第一级函数支持闭包。闭包它是一个表达式,可以在闭包的范围内引用变量(当它被首次声明),被赋值给变量,作为参数传递给函数,或作为函数结果返回。(译者注:在JavaScript世界中函数是一等公民,它不仅拥有一切传统函数的使用方式(声明和调用),还可以做到像原始值一样赋值、传参、返回,这样的函数也称之为第一级函数(First-class Function)
  • 闭包是在函数开始执行时分配的堆栈帧,并且在函数返回后不会释放(就像“堆栈帧”分配在堆上而不是栈上!)。
Example 2

以下代码返回一个函数的引用:

function sayHello2(name) {
  var text = 'Hello ' + name; // Local variable
  var say = function() { console.log(text); }
  return say;
}
var say2 = sayHello2('Bob');
say2(); // logs "Hello Bob"

大多数JavaScript程序员都了解如何将一个函数的引用赋给上述代码中的变量say2。如果你不了解,那么在学习闭包之前你需要先了解一下。一个使用C的程序员会将其看作是返回指向某函数的指针,会认为变量saysay2都是指向函数的指针。
C语言指向函数的指针和JavaScript的函数引用之间存在着很关键的区别。在JavaScript中,您可以将函数引用变量看作既包含指向函数的指针,也包含指向闭包的隐藏指针。

上述代码中存在一个闭包,因为匿名函数function() { console.log(text); }在另一个函数sayHello2()中声明。在这个例子中,如果你在另一个函数体里使用function关键字,那么你正在创建闭包。

在C语言和其他大多数类似语言中,在函数返回后,所有局部变量不可再被访问,因为堆栈帧已经被销毁了。

而在Javascript语言中,如果你在一个函数体内再声明一个函数,这个函数被返回到了全局,局部变量依然可以被访问。如上面所示,我们在函数sayHello2()返回后调用了函数say2(),请注意,变量text是函数sayHello2()的局部变量。

function() { console.log(text); } // Output of say2.toString();

注意say2.toString()的输出,我们可以看到这段代码引用了变量text,由于sayHello2()的局部变量被保存到闭包内,所以这个匿名函数可以引用存储"Hello Bob"的变量text

在Javascript中函数引用包含指向它所创建的闭包的隐藏指针就类似于js中的事件委托(一个事情本需要自己做,但自己委托给别人做了)。

更多案例

出于某种原因,闭包似乎很难理解,但是当你多看一些案例之后,它的工作原理变得逐渐清晰(我花了很长时间才搞清楚)。我建议你仔细研究这些案例,直至弄明白闭包是如何工作的。如果你在没弄明白之前就使用闭包,就一定会碰到一些非常奇怪的错误。

Example 3

这个案例表明,局部变量没有被复制,而是它们的引用被保存。就好像当外部函数退出后在内存保留一个堆栈帧。

function say667() {
  // Local variable that ends up within closure
  var num = 42;
  var say = function() { console.log(num); }
  num++;
  return say;
}
var sayNumber = say667();
sayNumber(); // logs 43
Example 4

所有这三个全局函数都有一个对同一个闭包的共同引用,因为它们都是在同一个setupSomeGlobals()函数中声明的。

var gLogNumber, gIncreaseNumber, gSetNumber;
function setupSomeGlobals() {
  // Local variable that ends up within closure
  var num = 42;
  // Store some references to functions as global variables
  gLogNumber = function() { console.log(num); }
  gIncreaseNumber = function() { num++; }
  gSetNumber = function(x) { num = x; }
}

setupSomeGlobals();
gIncreaseNumber();
gLogNumber(); // 43
gSetNumber(5);
gLogNumber(); // 5

var oldLog = gLogNumber;

setupSomeGlobals();
gLogNumber(); // 42

oldLog() // 5

这三个函数共用一个闭包——三个函数被定义时,函数setupSomeGlobals()的局部变量。
请注意,在上述案例中,如果再次调用setupSomeGlobals(),则会创建一个新的闭包(堆栈帧)。旧的gLogNumber, gIncreaseNumber, gSetNumber变量被具有新闭包的新函数覆盖(在Javascript中,无论何时在另一个函数内声明一个函数,每次调用外部函数时都会重新创建内部函数)。

Example 5

这个案例对于许多人来说是一个大难题,你需要仔细理解一下。如果你要在一个循环体中定义一个函数,要非常小心,闭包中的局部变量可不会想你想当然那样工作。

function buildList(list) {
    var result = [];
    for (var i = 0; i < list.length; i++) {
        var item = 'item' + i;
        result.push( function() {console.log(item + ' ' + list[i])} );
    }
    return result;
}

function testList() {
    var fnlist = buildList([1,2,3]);
    // Using j only to help prevent confusion -- could use i.
    for (var j = 0; j < fnlist.length; j++) {
        fnlist[j]();
    }
}

 testList() //logs "item2 undefined" 3 times

这行代码result.push( function() {console.log(item + ' ' + list[i])} );所示,将一个匿名函数的引用添加到result数组中三次。如果你对匿名函数不熟悉,也可当成如下:

pointer = function() {console.log(item + ' ' + list[i])};
result.push(pointer);

请注意,当案例执行时,"item2 undefined"会输出三次!这是因为跟之前案例一样,buildList的局部变量只有一个闭包。当在执行fnList[j]()调用匿名函数时,三个匿名函数都共用一个闭包,并且它们使用的是循环结束后的当前值作为该闭包中的iitem(循环已完成,i的值为3,item值为"item2")。请注意,该循环从0开始索引,到循环结束前item值为"item2",而i ++会将i值增加到3。

Example 6

此案例显示:在外部函数退出前,外部函数内声明的所有全局变量都包含在闭包内。请注意,变量alice实际上是在匿名函数之后声明的,匿名函数是最先声明的,当该函数被调用时,它仍然可以访问alice变量,因为该变量处于相同作用域内(Javascript声明提升)。另外,sayAlice()()只是直接调用从sayAlice()返回的函数引用。

function sayAlice() {
    var say = function() { console.log(alice); }
    // Local variable that ends up within closure
    var alice = 'Hello Alice';
    return say;
}
sayAlice()();// logs "Hello Alice"

需要注意的是:say变量也在闭包中,可以通过sayAlice()中任何可能声明的其他函数访问,或者可以在内部函数内递归访问。

Example 7

最后这个案例表明,每次调用外部函数都会为局部变量创建一个单独的闭包。不是每个函数声明都有单独闭包,而是每次函数调用都会创建一个闭包。

function newClosure(someNum, someRef) {
    // Local variables that end up within closure
    var num = someNum;
    var anArray = [1,2,3];
    var ref = someRef;
    return function(x) {
        num += x;
        anArray.push(num);
        console.log('num: ' + num +
            '; anArray: ' + anArray.toString() +
            '; ref.someVar: ' + ref.someVar + ';');
      }
}
obj = {someVar: 4};
fn1 = newClosure(4, obj);
fn2 = newClosure(5, obj);
fn1(1); // num: 5; anArray: 1,2,3,5; ref.someVar: 4;
fn2(1); // num: 6; anArray: 1,2,3,6; ref.someVar: 4;
obj.someVar++;
fn1(2); // num: 7; anArray: 1,2,3,5,7; ref.someVar: 5;
fn2(2); // num: 8; anArray: 1,2,3,6,8; ref.someVar: 5;

总结

如果对闭包并不完全明白,那么最好的办法就是回过头研究研究这些案例。我对闭包和堆栈帧等概念的解释可能在专业上并不完全正规,这都是为了帮助大家更好地理解。一旦这些基础知识得到掌握,你可以在以后的日子里去抠那些更专业的细节。

最后几点

  • 任何时候,你在一个函数体内用了另外一个函数,闭包就产生了。
  • 任何时候,你在一个函数体内用了eval(),闭包就产生了。在eval中的内容可以引用函数里的局部变量,你甚至可以在eval内声明新的局部变量,比如:eval('var foo = ...')
  • 当你在一个函数体内使用构造函数(new Function(...)),不会产生闭包(这个构造函数不能引用外部函数的局部变量)。
  • Javascript中的闭包就像外部函数返回后,用来保存所有局部变量的存储副本一样。
  • 最好可以这样认为:闭包只是一个函数的入口,函数的局部变量被添加到这个闭包中。
  • 每次调用一个带有闭包的函数时,都会保存一组新的局部变量(假定该函数内包含一个函数声明,并且返回到外部,或者以某种方式为其保留外部引用)。
  • 两个函数可能看起来代码相同,但是由于“隐藏”的闭包,它们有着完全不同的行为。我并不认为通过Javascript代码可以很容易看出一个函数引用是否拥有闭包。
  • 如果你想进行动态修改代码(比如:myFunction = Function(myFunction.toString().replace(/Hello/,'Hola'));),如果myFunction是闭包,将行不通(当然,你应该永远不会想要这样进行源代码字符串替换,但是……)。
  • 很可能出现这种情况:在函数体内的函数声明中还有函数声明,那么你会发现有不止一个层级上的闭包出现。
  • 我怀疑Javascript中的闭包和那些函数式语言的闭包不同。

闭包的应用(译者注)

  • 实现封装,私有化属性/变量
  • 模块化开发,防止全局污染
  • 用作缓存
  • 用作公有变量
  • 等等……

闭包的危害(译者注)

闭包会导致原有作用域链不释放,造成内存泄露。

感谢

如果你刚刚学会了闭包(在这篇文章或者其他地方),欢迎提出任何意见或建议,因为你的反馈可能会使这篇文章更加清晰完善,为更多有需要的人带来方便。我不是Javascript专家也不是闭包专家,欢迎批评指正。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,590评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 86,808评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,151评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,779评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,773评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,656评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,022评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,678评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,038评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,659评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,756评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,411评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,005评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,973评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,053评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,495评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容