什么是闭包?请举例说明(面试题目)

1、变量的做用域

要理解闭包,首先必须理解Javascript特殊的变量做用域。程序员

变量的做用域无非就是两种:全局变量和局部变量。安全

Javascript语言的特殊之处,就在于函数内部能够直接读取全局变量。闭包

Js代码函数

复制代码
  var n=999;

  function f1(){
    alert(n);
  }

  f1(); // 999
复制代码

 

另外一方面,在函数外部天然没法读取函数内的局部变量。post

Js代码性能

  function f1(){
    var n=999;
  }

  alert(n); // error

 

这里有一个地方须要注意,函数内部声明变量的时候,必定要使用var命令。若是不用的话,你实际上声明了一个全局变量!this

Js代码spa

复制代码
 function f1(){
    n=999;
  }

  f1();

  alert(n); // 999
复制代码

 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------.net

2、如何从外部读取局部变量?prototype

出于种种缘由,咱们有时候须要获得函数内的局部变量。可是,前面已经说过了,正常状况下,这是办不到的,只有经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。

Js代码

复制代码
  function f1(){

    n=999;

    function f2(){
      alert(n); // 999
    }

  }
复制代码

 

在上面的代码中,函数f2就被包括在函数f1内部,这时f1内部的全部局部变量,对f2都是可见的。可是反过来就不行,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“链式做用域”结构(chain scope),子对象会一级一级地向上寻找全部父对象的变量。因此,父对象的全部变量,对子对象都是可见的,反之则不成立。既然f2能够读取f1中的局部变量,那么只要把f2做为返回值,咱们不就能够在f1外部读取它的内部变量了吗!

Js代码

复制代码
function f1(){

    n=999;

    function f2(){
      alert(n);
    }

    return f2;

  }

  var result=f1();

  result(); // 999
复制代码

 

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3、闭包的概念

上一节代码中的f2函数,就是闭包。

各类专业文献上的“闭包”(closure)定义很是抽象,很难看懂。个人理解是,闭包就是可以读取其余函数内部变量的函数。因为在Javascript语言中,只有函数内部的子函数才能读取局部变量,所以能够把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。因此,在本质上,闭包就是将函数内部和函数外部链接起来的一座桥梁。

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4、闭包的用途

闭包能够用在许多地方。它的最大用处有两个,一个是前面提到的能够读取函数内部的变量,另外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。


Js代码

复制代码
 function f1(){

    var n=999;

    nAdd=function(){n+=1}

    function f2(){
      alert(n);
    }

    return f2;

  }

  var result=f1();

  result(); // 999

  nAdd();

  result(); // 1000
复制代码

 

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。这证实了,函数f1中的局部变量n一直保存在内存中,并无在f1调用后被自动清除。

为何会这样呢?缘由就在于f1是f2的父函数,而f2被赋给了一个全局变量,这致使f2始终在内存中,而f2的存在依赖于f1,所以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。

这段代码中另外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,所以 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),而这个匿名函数自己也是一个闭包,因此nAdd至关因而一个setter,能够在函数外部对函数内部的局部变量进行操做。

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5、使用闭包的注意点

1)因为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,因此不能滥用闭包,不然会形成网页的性能问题,在IE中可能致使内存泄露。解决方法是,在退出函数以前,将不使用的局部变量所有删除。

2)闭包会在父函数外部,改变父函数内部变量的值。因此,若是你把父函数看成对象(object)使用,把闭包看成它的公用方法(Public Method),把内部变量看成它的私有属性(private value),这时必定要当心,不要随便改变父函数内部变量的值。

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6、思考题

若是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。

Js代码 

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

 

咱们知道,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,而当函数被做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备全局性。每一个函数在被调用时,其活动对象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,所以永远不可能直接访问外部函数中的这两个变量。不过能够经过把外部做用域中的this对象保存在一个闭包可以访问到的变量里,就可让闭包访问到该对象了。以下所示:

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

这里在定义匿名函数以前,咱们把this对象赋值给了一个名叫that的变量,而在定义了闭包以后,闭包也能够访问这个变量,由于它是咱们在包含函数中特地声明的一个变量。即便在函数返回以后,that也仍然引用着object,因此调用object.getNameFunc()()就返回了"My Object"。(this和arguments也存在一样的问题,若是想访问做用域中的arguments对象,必须将该对象的引用保存到另外一个闭包可以访问的变量中。)

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Javascript闭包例子

复制代码
function outerFun()
 {
  var a=0;
  function innerFun()
  {
   a++;
   alert(a);
  }    
 }
innerFun()
复制代码

 

上面的代码是错误的.innerFun()的做用域在outerFun()内部,所在outerFun()外部调用它是错误的.

改为以下,也就是闭包:

Js代码

复制代码
function outerFun()
{
 var a=0;
 function innerFun()
 {
  a++;
  alert(a);
 }
 return innerFun;  //注意这里
}
var obj=outerFun();
obj();  //结果为1
obj();  //结果为2
var obj2=outerFun();
obj2();  //结果为1
obj2();  //结果为2
复制代码

 

什么是闭包:

当内部函数在定义它的做用域的外部被引用时,就建立了该内部函数的闭包 ,若是内部函数引用了位于外部函数的变量,当外部函数调用完毕后,这些变量在内存不会被释放,由于闭包须要它们.

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再来看一个例子

Js代码

复制代码
function outerFun()
{
 var a =0;
 alert(a);  
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);
复制代码

 

结果是 0,4 .  由于在函数内部使用了var关键字 维护a的做用域在outFun()内部.

再看下面的代码:

Js代码 

复制代码
function outerFun()
{
 //没有var 
 a =0;
 alert(a);  
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);
复制代码

结果为 0,0 真是奇怪,为何呢?

做用域链是描述一种路径的术语,沿着该路径能够肯定变量的值 .当执行a=0时,由于没有使用var关键字,所以赋值操做会沿着做用域链到var a=4;  并改变其值.

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1、什么是闭包?

官方”的解释是:闭包是一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式(一般是一个函数),于是这些变量也是该表达式的一部分。
相信不多有人能直接看懂这句话,由于他描述的太学术。其实这句话通俗的来讲就是:Javascript中全部的function都是一个闭包。不过通常来讲,嵌套的function所产生的闭包更为强大,也是大部分时候咱们所谓的“闭包”。看下面这段代码:

复制代码
function a() { 
 var i = 0; 
 function b() { alert(++i); } 
 return b;
}
var c = a();
c();
复制代码

 

这段代码有两个特色:

一、函数b嵌套在函数a内部;

二、函数a返回函数b。

引用关系如图:

  这样在执行完var c=a()后,变量c其实是指向了函数b,再执行c()后就会弹出一个窗口显示i的值(第一次为1)。这段代码其实就建立了一个闭包,为何?由于函数a外的变量c引用了函数a内的函数b,就是说:

  当函数a的内部函数b被函数a外的一个变量引用的时候,就建立了一个闭包。

  让咱们说的更透彻一些。所谓“闭包”,就是在构造函数体内定义另外的函数做为目标对象的方法函数,而这个对象的方法函数反过来引用外层函数体中的临时变量。这使得只要目标对象在生存期内始终能保持其方法,就能间接保持原构造函数体当时用到的临时变量值。尽管最开始的构造函数调用已经结束,临时变量的名称也都消失了,但在目标对象的方法内却始终能引用到该变量的值,并且该值只能通这种方法来访问。即便再次调用相同的构造函数,但只会生成新对象和方法,新的临时变量只是对应新的值,和上次那次调用的是各自独立的。

2、闭包有什么做用?

  简而言之,闭包的做用就是在a执行完并返回后,闭包使得Javascript的垃圾回收机制GC不会收回a所占用的资源,由于a的内部函数b的执行须要依赖a中的变量。这是对闭包做用的很是直白的描述,不专业也不严谨,但大概意思就是这样,理解闭包须要按部就班的过程。

在上面的例子中,因为闭包的存在使得函数a返回后,a中的i始终存在,这样每次执行c(),i都是自加1后alert出i的值。

  那么咱们来想象另外一种状况,若是a返回的不是函数b,状况就彻底不一样了。由于a执行完后,b没有被返回给a的外界,只是被a所引用,而此时a也只会被b引用,所以函数a和b互相引用但又不被外界打扰(被外界引用),函数a和b就会被GC回收。(关于Javascript的垃圾回收机制将在后面详细介绍)

3、闭包内的微观世界

  若是要更加深刻的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系,咱们须要引入另外几个概念:函数的执行环境(excution context)、活动对象(call object)、做用域(scope)、做用域链(scope chain)。以函数a从定义到执行的过程为例阐述这几个概念。

  1. 定义函数a的时候,js解释器会将函数a的做用域链(scope chain)设置为定义a时a所在的“环境”,若是a是一个全局函数,则scope chain中只有window对象。
  2. 执行函数a的时候,a会进入相应的执行环境(excution context)
  3. 在建立执行环境的过程当中,首先会为a添加一个scope属性,即a的做用域,其值就为第1步中的scope chain。即a.scope=a的做用域链。
  4. 而后执行环境会建立一个活动对象(call object)。活动对象也是一个拥有属性的对象,但它不具备原型并且不能经过Javascript代码直接访问。建立完活动对象后,把活动对象添加到a的做用域链的最顶端。此时a的做用域链包含了两个对象:a的活动对象和window对象。
  5. 下一步是在活动对象上添加一个arguments属性,它保存着调用函数a时所传递的参数。
  6. 最后把全部函数a的形参和内部的函数b的引用也添加到a的活动对象上。在这一步中,完成了函数b的的定义,所以如同第3步,函数b的做用域链被设置为b所被定义的环境,即a的做用域。

到此,整个函数a从定义到执行的步骤就完成了。此时a返回函数b的引用给c,又函数b的做用域链包含了对函数a的活动对象的引用,也就是说b能够访问到a中定义的全部变量和函数。函数b被c引用,函数b又依赖函数a,所以函数a在返回后不会被GC回收。

当函数b执行的时候亦会像以上步骤同样。所以,执行时b的做用域链包含了3个对象:b的活动对象、a的活动对象和window对象,以下图所示:

如图所示,当在函数b中访问一个变量的时候,搜索顺序是:

  1. 先搜索自身的活动对象,若是存在则返回,若是不存在将继续搜索函数a的活动对象,依次查找,直到找到为止。
  2. 若是函数b存在prototype原型对象,则在查找完自身的活动对象后先查找自身的原型对象,再继续查找。这就是Javascript中的变量查找机制。
  3. 若是整个做用域链上都没法找到,则返回undefined。

小结,本段中提到了两个重要的词语:函数的定义执行。文中提到函数的做用域是在定义函数时候就已经肯定,而不是在执行的时候肯定(参看步骤1和3)。用一段代码来讲明这个问题:

复制代码
function f(x) { 
  var g = function () { return x; }
  return g;
}
var h = f(1);
alert(h()); 
复制代码

 

这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。

  • 假设函数h的做用域是在执行alert(h())肯定的,那么此时h的做用域链是:h的活动对象->alert的活动对象->window对象。
  • 假设函数h的做用域是在定义时肯定的,就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经肯定了做用域。那么在执行的时候,h的做用域链为:h的活动对象->f的活动对象->window对象。

若是第一种假设成立,那输出值就是undefined;若是第二种假设成立,输出值则为1。

运行结果证实了第2个假设是正确的,说明函数的做用域确实是在定义这个函数的时候就已经肯定了。

4、闭包的应用场景
保护函数内的变量安全。以最开始的例子为例,函数a中i只有函数b才能访问,而没法经过其余途径访问到,所以保护了i的安全性。

  1. 在内存中维持一个变量。依然如前例,因为闭包,函数a中i的一直存在于内存中,所以每次执行c(),都会给i自加1。
  2. 经过保护变量的安全实现JS私有属性和私有方法(不能被外部访问)
    私有属性和方法在Constructor外是没法被访问的

    function Constructor(...) {  
      var that = this;  
      var membername = value; 
      function membername(...) {...}
    }

以上3点是闭包最基本的应用场景,不少经典案例都源于此。

5、Javascript的垃圾回收机制

在Javascript中,若是一个对象再也不被引用,那么这个对象就会被GC回收。若是两个对象互相引用,而再也不被第3者所引用,那么这两个互相引用的对象也会被回收。由于函数a被b引用,b又被a外的c引用,这就是为何函数a执行后不会被回收的缘由。

 

6、结语

理解Javascript的闭包是迈向高级JS程序员的必经之路,理解了其解释和运行机制才能写出更为安全和优雅的代码。

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