第七章 函数表达式(2.闭包)

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基本概念

闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量函数
首先他是一个函数,其次他可以访问另一个函数作用域中的变量,此为闭包

创建方法

创建闭包最常见的方式就是在一个函数内部创建另一个函数

function createComparisionFunction(propertyName) {
  return function(object1, object2) {
    var value1 = object1[propertyName];
    var value2 = object2[propertyName];

    if(value1 < value2) {
      return -1;
    } else if (value1 > value2) {
      return 1;
    } else {
      return 0;
    }
  }
}

上面的var value1 = object1[propertyName];var value2 = object2[propertyName];是内部匿名函数中的两行代码,访问了他的外部函数中的变量propertyName。即使这个内部函数被return返回了,而且是在其他地方被调用了,他仍能访问propertyName
是因为内部函数的作用域链包含了外部函数的作用域

与作用域链的联系

第四章介绍了作用域链的概念,而有关如何创建作用域链以及作用域链有什么用的细节对理解闭包至关重要。
当某个函数被调用时,会创建一个执行环境及相应的作用域链。然后,使用arguments和其他命名参数的值来初始化函数的活动对象。
但在作用域链中,外部函数的活动对象始终处于第二位,外部函数的外部函数的活动对象处于第三位,直到作为作用域链中点的全局执行环境。
在执行函数的过程中,为读写变量值,就需要在作用域链中查找变量。
粒子:

function compare(value1, value2){
    if (value1 < value2) {
        return -1;
    } else if (value1 > value2) {
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}

var result = compare(5, 10);

以上先定义了compare()函数,然后又在全局作用于调用了它。当调用compare()时,会创建一个包含arguments、value1和value2的活动对象。
全局执行环境的变量对象(包含result和compare)在compare()执行环境的作用域中则处于第二位。我理解就是在作用域链的上一层。

后台的每个执行环境都有一个表示变量的对象--变量对象。
全局环境的变量对象始终存在,而像compare()函数这样的局部环境变量对象,则只在函数执行的过程中存在。在创建compare()函数时,会先创建一个包含全局变量对象的作用域链,这个作用域链被保存在内部的[[Scope]]属性中。在调用compare()函数时,会为函数创建一个执行环境,然后通过复制函数的[[Scope]]属性中的对象构建起执行环境的作用域链。此后,又有一个活动对象(在此作为变量对象使用)被创建并推入执行环境作用域的前端。
对于例子中compare()函数的执行环境而言,其作用域链中包含两个变量对象,全局和本地。显然,作用域链本质上是一个指向变量对象的指针列表,他只引用但不实际包含变量对象。
无论什么时候在函数中访问一个变量时,就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量。一般来讲,当函数执行完毕后,局部活动对象就会被人道主义毁灭,内存中仅保留全局作用域(全局执行环境的变量对象),。但是闭包的情况又有所不同。
在另一个函数内部定义的函数将会包含函数(即外部函数)的活动对象添加到他的作用域链中。因此,在createComparisonFunction()函数内部定义的匿名函数的作用域链中,实际上会包含外部函数在createComparisonFunction()的活动对象。下图展示了下列代码执行时,包含函数与内部匿名函数的作用域链

function createComparisionFunction(propertyName) {
  return function(object1, object2) {
    var value1 = object1[propertyName];
    var value2 = object2[propertyName];

    if(value1 < value2) {
      return -1;
    } else if (value1 > value2) {
      return 1;
    } else {
      return 0;
    }
  }
}

var compare = createComparisionFunction("name");
var result  = compare({name: "Nicholas"},{name: "Greg"});

1

在匿名函数从createComparisionFunction()中被返回以后,他的作用域链被初始化为包含createComparisionFunction()函数的活动对象和全局变量对象。这样,函数就可以访问在createComparisionFunction()中定义的所有变量。更为重要的是,createComparisionFunction()函数在执行完毕以后,其活动对象也不会被毁灭,因为匿名函数的作用域链仍然在引用这个活动对象,换句话说,当createComparisionFunction()函数返回后,其执行环境的作用域链会被销毁,但活动对象仍会保留在内存中;直到匿名函数被销毁后,createComparisionFunction()的活动对象才会被销毁,例如:

// 创建函数
var compareNames = createComparisionFunction('name');

// 调用函数
var result = compareNames = ({name: "Nicholas"},{name: "Greg"});

// 解除对匿名函数的引用,释放内存
var compareNames = null;

通过将compareNames=null等于通知垃圾回收将其解除,匿名函数作用域链被销毁,其他作用域(除全局)也都可以安全的被销毁了。

由于闭包会携带包含他的函数的作用域,因此会比其他函数占用更多的内存。过度使用闭包可能会导致内存占用过多,建议在绝对必要时再考虑使用。

闭包与变量

作用域链的这种配置机制引出了一个问题,即闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值。别忘了闭包所保存的是整个变量对象,而不适某个特殊的变量。

function createFunctions() {
    var result = new Array();
    
    for (var i = 0; i < 10; i++) {
        result[i] = function() {
            return i;
        }
    }
    
    return result;
}

console.log(createFunctions()[1]());
.
.
.
console.log(createFunctions()[10]()); // 全部返回10

这个函数返回了一个函数数组(每个元素都是一个函数)。因为每个函数作用域中都保存着createFunctions()的活动对象,所以他们引用的都是同一个变量i。当createFunctions()函数返回后,变量i的值时10,此时每个函数都引用者保存变量i的同一个变量对象,所以每个函数内部i的值都是10。
改写成如下之后

function createFunctions() {
  var result = new Array();
  
  for (var i = 0; i < 10; i++) {
    result[i] = function(num) {
          return function () {
            return num
          };
      }(i)
  }
  
  return result;
}

console.log(createFunctions()[1]());
.
.
.
console.log(createFunctions()[10]()); // 返回1~10

在重写之后,每个函数都会返回自己的索引值。
这个版本中,定义了一个匿名函数,并将立即执行该匿名函数的结果赋值给数组,这里的匿名函数有一个参数num,也就是最终的函数要返回的值。在调用每个匿名函数时,我们传入变量i。由于函数参数是按值传递的,所以会将变量i的当前值赋值给参数num。而在匿名函数内部,又会创建并返回一个访问num的闭包。这样一来,result数组中的每个函数都具有自己的num变量的一个副本,因此就可以返回各自不同的值了。

关于this对象

在闭包中使用this对象也可能会导致一些问题。我们知道,this对象只在运行时基于函数的执行环境绑定的:在全局函数中,this=window,当函数被调用时,this=那个对象。不过匿名函数的执行环境具有全局性,因此this对象通常指向window。但由于编写闭包的方式不同,这一点可能不会那么明显。

var name = "The Window";

var object = {
    name: "My Object",
    
    getNameFunc: function () {
        return function () {
            return this.name;
        };
    }
}

console.log(object.getNameFunc()()); // The Window(非严格模式)

每个函数在被调用时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,因此永远不可能访问外部函数中的这两个变量。不过把外部作用域中的this对象保存在一个闭包能够访问的变量里,就可以让闭包访问该对象了。

var name = "The Window";

var object = {
    name: "My Object",
    
    getNameFunc: function () {
        var that = this;
        return function () {
            return that.name;
        };
    }
}

console.log(object.getNameFunc()()); // The Window(非严格模式)

this和arguments对象也同样存在的问题。如果想访问作用域中的arguments对象,必须将该对象的引用保存到另一个闭包能够访问的变量中

在集中特殊的情况下,this的值可能会改变

var name = "The Window";

var object = {
    name: "My Object",
    
    getName: function () {
        return this.name;
    }
}

object.getName(); // "My Object"
(object.getName)(); // "My Object"
(object.getName = object.getName)(); // The Window(非严格模式)

第一行代码就是正常调用,没什么可说的。
第二行在调用前给他加上括号。虽然加上括号以后,就好像只是在引用一个函数,但this得到了维持,因为object.getName和(object.getName)的定义相同。
第三行先执行了一条赋值语句,然后在调用复赋值后的结果。因为这个赋值表达式的值时函数本身,所以this的值不能得到维持,返回“The Window”。
等价于

(object.name = function () {
    return this.name;
})();
// 该段代码的调用者为 window,所以 this 指向window,最终结果为 "The Window"

内存泄漏

由于IE9之前的版本对JScript对象和COM对象使用不同的垃圾收集例程第四章(),因此闭包在IE的这些版本中会导致一些特殊的问题。具体来说,如果闭包的作用域链中保存着一个HTML元素,那么久 意味着该元素将无法被销毁。

function assignHandler() {
    var element = document.getElementById("someElement");
    element.click = function () {
        alert(element.id);
    }
}

以上代码创建一个element元素事件处理程序作为闭包,而这个闭包则又创建了一个循环调用。由于匿名函数保存了一个对assignHandler()的活动对象的引用,因此就会导致无法减少element的引用次数。只要匿名函数存在,element的引用次数至少也是1,因此它所占用的内存就永远也不会被回收。不过可以稍微修改一下代码来解决。

function assignHandler() {
    var element = document.getElementById("someElement");
    var id = element.id;
    element.click = function () {
        alert(id);
    }
    element = null;
}

把element.id保存在变量中,并且在闭包中引用,消除了循环引用。但这还不够,闭包会引用包括函数的整个活动对象,而其中包含着element。即使闭包不引用element,包含函数的活动对象也会保存一个引用。因此有必要把element设置为null.这样就能解除对DOM对象的引用次数,确保回收正常。



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