面向对象的JavaScript-009-闭包

时间 2019-11-06

原文原文链接

引自：https://developer.mozilla.org/cn/docs/Web/JavaScript/Closuresjavascript

闭包是指可以访问自由变量的函数 (变量在本地使用，但在闭包中定义)。换句话说，定义在闭包中的函数能够“记忆”它被建立时候的环境。java

词法做用域

考虑以下的函数：编程

function init() {
  var name = "Mozilla";
  function displayName() {
    alert(name);
  }
  displayName();
}
init();

函数 init() 建立了一个局部变量 name，而后定义了名为 displayName() 的函数。displayName() 是一个内部函数——定义于 init() 以内且仅在该函数体内可用。displayName() 没有任何本身的局部变量，然而它能够访问到外部函数的变量，便可以使用父函数中声明的 name 变量。数组

运行代码能够发现这能够正常工做。这是词法做用域的一个例子：在 JavaScript 中，变量的做用域是由它在源代码中所处位置决定的（显然如此），而且嵌套的函数能够访问到其外层做用域中声明的变量。闭包

闭包

如今来考虑以下的例子：app

 1 function makeFunc() {
 2   var name = "Mozilla";
 3   function displayName() {
 4     alert(name);
 5   }
 6   return displayName;
 7 }
 8 
 9 var myFunc = makeFunc();
10 myFunc();

运行这段代码的效果和以前的 init() 示例彻底同样：字符串 "Mozilla" 将被显示在一个 JavaScript 警告框中。其中的不一样 — 也是有意思的地方 — 在于 displayName() 内部函数在执行前被从其外围函数中返回了。ide

这段代码看起来别扭却能正常运行。一般，函数中的局部变量仅在函数的执行期间可用。一旦makeFunc() 执行事后，咱们会很合理的认为 name 变量将再也不可用。虽然代码运行的没问题，但实际并非这样的。函数

这个谜题的答案是 myFunc 变成一个闭包了。闭包是一种特殊的对象。它由两部分构成：函数，以及建立该函数的环境。环境由闭包建立时在做用域中的任何局部变量组成。在咱们的例子中，myFunc 是一个闭包，由 displayName 函数和闭包建立时存在的 "Mozilla" 字符串造成。oop

下面是一个更有意思的示例 — makeAdder 函数：性能

 1 function makeAdder(x) {
 2   return function(y) {
 3     return x + y;
 4   };
 5 }
 6 
 7 var add5 = makeAdder(5);
 8 var add10 = makeAdder(10);
 9 
10 console.log(add5(2));  // 7
11 console.log(add10(2)); // 12

在这个示例中，咱们定义了 makeAdder(x) 函数：带有一个参数 x 并返回一个新的函数。返回的函数带有一个参数 y，并返回 x 和 y 的和。

从本质上讲，makeAdder 是一个函数工厂 — 建立将指定的值和它的参数求和的函数，在上面的示例中，咱们使用函数工厂建立了两个新函数 — 一个将其参数和 5 求和，另外一个和 10 求和。

add5 和 add10 都是闭包。它们共享相同的函数定义，可是保存了不一样的环境。在 add5 的环境中，x 为 5。而在 add10 中，x 则为 10。

实用的闭包

理论就是这些了 — 但是闭包确实有用吗？让咱们看看闭包的实践意义。闭包容许将函数与其所操做的某些数据（环境）关连起来。这显然相似于面向对象编程。在面对象编程中，对象容许咱们将某些数据（对象的属性）与一个或者多个方法相关联。

于是，通常说来，可使用只有一个方法的对象的地方，均可以使用闭包。

在 Web 中，您可能想这样作的情形很是广泛。大部分咱们所写的 Web JavaScript 代码都是事件驱动的 — 定义某种行为，而后将其添加到用户触发的事件之上（好比点击或者按键）。咱们的代码一般添加为回调：响应事件而执行的函数。

如下是一个实际的示例：假设咱们想在页面上添加一些能够调整字号的按钮。一种方法是以像素为单位指定 body 元素的 font-size，而后经过相对的 em 单位设置页面中其它元素（例如页眉）的字号：

 1 body {
 2   font-family: Helvetica, Arial, sans-serif;
 3   font-size: 12px;
 4 }
 5 
 6 h1 {
 7   font-size: 1.5em;
 8 }
 9 h2 {
10   font-size: 1.2em;
11 }

咱们的交互式的文本尺寸按钮能够修改 body 元素的 font-size 属性，而因为咱们使用相对的单位，页面中的其它元素也会相应地调整。

如下是 JavaScript：

1 function makeSizer(size) {
2   return function() {
3     document.body.style.fontSize = size + 'px';
4   };
5 }
6 
7 var size12 = makeSizer(12);
8 var size14 = makeSizer(14);
9 var size16 = makeSizer(16);

size12，size14 和 size16 为将 body 文本相应地调整为 12，14，16 像素的函数。咱们能够将它们分别添加到按钮上（这里是连接）。以下所示：

1 document.getElementById('size-12').onclick = size12;
2 document.getElementById('size-14').onclick = size14;
3 document.getElementById('size-16').onclick = size16;
4 <a href="#" id="size-12">12</a>
5 <a href="#" id="size-14">14</a>
6 <a href="#" id="size-16">16</a>

用闭包模拟私有方法

诸如 Java 在内的一些语言支持将方法声明为私有的，即它们只能被同一个类中的其它方法所调用。

对此，JavaScript 并不提供原生的支持，可是可使用闭包模拟私有方法。私有方法不只仅有利于限制对代码的访问：还提供了管理全局命名空间的强大能力，避免非核心的方法弄乱了代码的公共接口部分。

下面的示例展示了如何使用闭包来定义公共函数，且其能够访问私有函数和变量。这个方式也称为模块模式（module pattern）：

 1 var Counter = (function() {
 2   var privateCounter = 0;
 3   function changeBy(val) {
 4     privateCounter += val;
 5   }
 6   return {
 7     increment: function() {
 8       changeBy(1);
 9     },
10     decrement: function() {
11       changeBy(-1);
12     },
13     value: function() {
14       return privateCounter;
15     }
16   }   
17 })();
18 
19 console.log(Counter.value()); /* logs 0 */
20 Counter.increment();
21 Counter.increment();
22 console.log(Counter.value()); /* logs 2 */
23 Counter.decrement();
24 console.log(Counter.value()); /* logs 1 */

这里有不少细节。在以往的示例中，每一个闭包都有它本身的环境；而此次咱们只建立了一个环境，为三个函数所共享：Counter.increment，Counter.decrement 和 Counter.value。

该共享环境建立于一个匿名函数体内，该函数一经定义马上执行。环境中包含两个私有项：名为 privateCounter 的变量和名为 changeBy 的函数。这两项都没法在匿名函数外部直接访问。必须经过匿名包装器返回的三个公共函数访问。

这三个公共函数是共享同一个环境的闭包。多亏 JavaScript 的词法范围的做用域，它们均可以访问 privateCounter 变量和 changeBy 函数。

您应该注意到了，咱们定义了一个匿名函数用于建立计数器，而后直接调用该函数，并将返回值赋给 Counter 变量。也能够将这个函数保存到另外一个变量中，以便建立多个计数器。

 1 var makeCounter = function() {
 2   var privateCounter = 0;
 3   function changeBy(val) {
 4     privateCounter += val;
 5   }
 6   return {
 7     increment: function() {
 8       changeBy(1);
 9     },
10     decrement: function() {
11       changeBy(-1);
12     },
13     value: function() {
14       return privateCounter;
15     }
16   }  
17 };
18 
19 var Counter1 = makeCounter();
20 var Counter2 = makeCounter();
21 console.log(Counter1.value()); /* logs 0 */
22 Counter1.increment();
23 Counter1.increment();
24 console.log(Counter1.value()); /* logs 2 */
25 Counter1.decrement();
26 console.log(Counter1.value()); /* logs 1 */
27 console.log(Counter2.value()); /* logs 0 */

请注意两个计数器是如何维护它们各自的独立性的。每次调用 makeCounter() 函数期间，其环境是不一样的。每次调用中， privateCounter 中含有不一样的实例。

这种形式的闭包提供了许多一般由面向对象编程U所享有的益处，尤为是数据隐藏和封装。

在循环中建立闭包：一个常见错误

在 JavaScript 1.7 引入 let 关键字以前，闭包的一个常见的问题发生于在循环中建立闭包。参考下面的示例：

 1 <p id="help">Helpful notes will appear here</p>
 2 <p>E-mail: <input type="text" id="email" name="email"></p>
 3 <p>Name: <input type="text" id="name" name="name"></p>
 4 <p>Age: <input type="text" id="age" name="age"></p>
 5 function showHelp(help) {
 6   document.getElementById('help').innerHTML = help;
 7 }
 8 
 9 function setupHelp() {
10   var helpText = [
11       {'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
12       {'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
13       {'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
14     ];
15 
16   for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
17     var item = helpText[i];
18     document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
19       showHelp(item.help);
20     }
21   }
22 }
23 
24 setupHelp();

数组 helpText 中定义了三个有用的提示信息，每个都关联于对应的文档中的输入域的 ID。经过循环这三项定义，依次为每个输入域添加了一个 onfocus 事件处理函数，以便显示帮助信息。

运行这段代码后，您会发现它没有达到想要的效果。不管焦点在哪一个输入域上，显示的都是关于年龄的消息。

该问题的缘由在于赋给 onfocus 是闭包（setupHelp）中的匿名函数而不是闭包对象；在闭包（setupHelp）中一共建立了三个匿名函数，可是它们都共享同一个环境（item）。在 onfocus的回调被执行时，循环早已经完成，且此时 item 变量（由全部三个闭包所共享）已经指向了helpText 列表中的最后一项。

解决这个问题的一种方案是使onfocus指向一个新的闭包对象。

 1 function showHelp(help) {
 2   document.getElementById('help').innerHTML = help;
 3 }
 4 
 5 function makeHelpCallback(help) {
 6   return function() {
 7     showHelp(help);
 8   };
 9 }
10 
11 function setupHelp() {
12   var helpText = [
13       {'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
14       {'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
15       {'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
16     ];
17 
18   for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
19     var item = helpText[i];
20     document.getElementById(item.id).onfocus = makeHelpCallback(item.help);
21   }
22 }
23 
24 setupHelp();

这段代码能够如咱们所指望的那样工做。全部的回调再也不共享同一个环境，makeHelpCallback 函数为每个回调建立一个新的环境。在这些环境中，help 指向helpText 数组中对应的字符串。

性能考量

若是不是由于某些特殊任务而须要闭包，在没有必要的状况下，在其它函数中建立函数是不明智的，由于闭包对脚本性能具备负面影响，包括处理速度和内存消耗。

例如，在建立新的对象或者类时，方法一般应该关联于对象的原型，而不是定义到对象的构造器中。缘由是这将致使每次构造器被调用，方法都会被从新赋值一次（也就是说，为每个对象的建立）。

考虑如下虽然不切实际但却说明问题的示例：

 1 function MyObject(name, message) {
 2   this.name = name.toString();
 3   this.message = message.toString();
 4   this.getName = function() {
 5     return this.name;
 6   };
 7 
 8   this.getMessage = function() {
 9     return this.message;
10   };
11 }
12 上面的代码并未利用到闭包的益处，所以，应该修改成以下常规形式：
13 
14 function MyObject(name, message) {
15   this.name = name.toString();
16   this.message = message.toString();
17 }
18 MyObject.prototype = {
19   getName: function() {
20     return this.name;
21   },
22   getMessage: function() {
23     return this.message;
24   }
25 };
26 或者改为：
27 
28 function MyObject(name, message) {
29   this.name = name.toString();
30   this.message = message.toString();
31 }
32 MyObject.prototype.getName = function() {
33   return this.name;
34 };
35 MyObject.prototype.getMessage = function() {
36   return this.message;
37 };

在前面的两个示例中，继承的原型能够为全部对象共享，且没必要在每一次建立对象时定义方法。参见对象模型的细节一章能够了解更为详细的信息。