JavaScript 闭包

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什么是闭包（Closure）

简单讲，闭包就是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。

MDN 上面这么说：闭包是一种特殊的对象。它由两部分构成：函数，以及创建该函数的环境。环境由闭包创建时在作用域中的任何局部变量组成。

但是，网上找了好多资料，它们对闭包的定义也各有各样，搞得我也不知道怎么去定义闭包了，所以干脆不去定义了，意会吧。

道可道，非常道；名可名，非常名。

产生一个闭包

创建闭包最常见方式，就是在一个函数内部创建另一个函数。下面例子中的 closure 就是一个闭包：

function func() {
  var a = 1,
    b = 2;

  function closure() {
    return a + b;
  }
  return closure;
}

闭包的作用域链包含着它自己的作用域，以及包含它的函数的作用域和全局作用域。

闭包的注意事项

  • 通常，函数的作用域及其所有变量都会在函数执行结束后被销毁。但是，在创建了一个闭包以后，这个函数的作用域就会一直保存到闭包不存在为止。
function makeAdder(x) {
  return function(y) {
    return x + y;
  };
}

var add5 = makeAdder(5);
var add10 = makeAdder(10);

console.log(add5(2)); // 7
console.log(add10(2)); // 12

// 释放对闭包的引用
add5 = null;
add10 = null;

add5 和 add10 都是闭包。它们共享相同的函数定义，但是保存了不同的环境。在 add5 的环境中，x 为 5。而在 add10 中，x 则为 10。最后通过 null 释放了 add5 和 add10 对闭包的引用。

在 javascript 中，如果一个对象不再被引用，那么这个对象就会被垃圾回收机制回收；
如果两个对象互相引用，而不再被第 3 者所引用，那么这两个互相引用的对象也会被回收。

  • 闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值，这是因为闭包所保存的是整个变量对象，而不是某个特殊的变量。
function test() {
  var arr = [];
  for (var i = 0; i < 10; i++) {
    arr[i] = function() {
      return i;
    };
  }
  for (var a = 0; a < 10; a++) {
    console.log(arr[a]());
  }
}
test(); // 连续打印 10 个 10

对于上面的情况，如果我们改变代码如下：

function test() {
  var arr = [];
  for (let i = 0; i < 10; i++) {
    // 仅在这里作出了改动
    arr[i] = function() {
      return i;
    };
  }
  for (var a = 0; a < 10; a++) {
    console.log(arr[a]());
  }
}
test(); // 打印 0 到 9

对于上面两种代码的解释，请看我在 segmentfault 上面的提问：链接

  • 闭包中的 this 对象
var name = "The Window";

var obj = {
  name: "My Object",

  getName: function() {
    return function() {
      return this.name;
    };
  }
};

console.log(obj.getName()()); // The Window

obj.getName()()实际上是在全局作用域中调用了匿名函数，this 指向了 window。这里要理解函数名与函数功能（或者称函数值）是分割开的，不要认为函数在哪里，其内部的 this 就指向哪里。匿名函数的执行环境具有全局性，因此其 this 对象通常指向 window。

var name = "The Window";

var obj = {
  name: "My Object",

  getName: function() {
    var that = this;
    return function() {
      return that.name;
    };
  }
};

console.log(obj.getName()()); // My Object

闭包的应用

  • 应用闭包的主要场合是：设计私有的方法和变量。

任何在函数中定义的变量，都可以认为是私有变量，因为不能在函数外部访问这些变量。私有变量包括函数的参数、局部变量和函数内定义的其他函数。

把有权访问私有变量的公有方法称为特权方法（privileged method）。

function Animal() {
  // 私有变量
  var series = "哺乳动物";
  function run() {
    console.log("Run!!!");
  }

  // 特权方法
  this.getSeries = function() {
    return series;
  };
}

模块模式（The Module Pattern）：为单例创建私有变量和方法。

单例（singleton）：指的是只有一个实例的对象。JavaScript 一般以对象字面量的方式来创建一个单例对象。

var singleton = {
  name: "percy",
  speak: function() {
    console.log("speaking!!!");
  },
  getName: function() {
    return this.name;
  }
};

上面是普通模式创建的单例，下面使用模块模式创建单例：

var singleton = (function() {
  // 私有变量
  var age = 22;
  var speak = function() {
    console.log("speaking!!!");
  };

  // 特权（或公有）属性和方法
  return {
    name: "percy",
    getAge: function() {
      return age;
    }
  };
})();
  • 匿名函数最大的用途是创建闭包，并且还可以构建命名空间，以减少全局变量的使用。从而使用闭包模块化代码，减少全局变量的污染。
var objEvent = objEvent || {};
(function() {
  var addEvent = function() {
    // some code
  };
  function removeEvent() {
    // some code
  }

  objEvent.addEvent = addEvent;
  objEvent.removeEvent = removeEvent;
})();

在这段代码中函数 addEvent 和 removeEvent 都是局部变量，但我们可以通过全局变量 objEvent 使用它，这就大大减少了全局变量的使用，增强了网页的安全性。

  • 一个闭包计数器
var countNumber = (function() {
  var num = 0;
  return function() {
    return ++num;
  };
})();

闭包的缺陷

  • 闭包的缺点就是常驻内存会增大内存使用量，并且使用不当很容易造成内存泄露。
  • 如果不是因为某些特殊任务而需要闭包，在没有必要的情况下，在其它函数中创建函数是不明智的，因为闭包对脚本性能具有负面影响，包括处理速度和内存消耗。

最后再来一些有关闭包的面试题

  • 下面代码中，标记 ？ 的地方输出分别是什么？
function fun(n, o) {
  console.log(o);
  return {
    fun: function(m) {
      return fun(m, n);
    }
  };
}

var a = fun(0); // ?
a.fun(1); // ?
a.fun(2); // ?
a.fun(3); // ?

var b = fun(0)
  .fun(1)
  .fun(2)
  .fun(3); // ?

var c = fun(0).fun(1); // ?
c.fun(2); // ?
c.fun(3); // ?
undefined
0
0
0
undefined, 0, 1, 2
undefined, 0
1
1

参考资料