JavaScript闭包原理与用法实例分析

本文实例讲述了JavaScript闭包原理与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

1、与闭包有关的两个概念：

1) 变量的作用域

不带有关键字var的变量会成为全局变量；

在函数中使用关键字var声明的变量是局部变量。

局部变量只有在函数内部才能访问到，在函数外面是访问不到的。但在函数内部可以通过作用域链一直向上搜索直到全局对象，也就是说，函数内部可以访问函数外部的变量。

2) 变量的生存周期

对于全局变量，其生存周期是永久的，除非主动销毁这个全局变量；

而对于在函数内用关键字var声明的局部变量，当退出函数时，这些局部变量会随着函数调用结束而被销毁。

var func = function() {
  var i = 1;
  alert(i); // 输出：1
};
alert(i); // 报错：i is not defind.

例外情况：闭包

var func = function() {
  var i = 1;
  return function() {
    alert(i);
    i++;
  }
};
var f1 = func();
f1(); // 输出：1
f1(); // 输出：2
var f2 = func();
f2(); // 输出：1
f2(); // 输出：2

2、从闭包的一个经典应用谈起

<div>0</div>
<div>1</div>
<div>2</div>
<div>3</div>
<div>4</div>
<script>
  var divs = document.getElementsByTagName("div");
  for (var i = 0; i < divs.length; i++) {
    divs[i].onclick = function() {
      alert(i);
    };
  }
</script>

问题：无论单击哪个div，都会弹出5。

原因：onclick事件是异步触发的，当事件被触发时，for循环早已结束，此时变量i的值早已经是5。

解决：在闭包的帮助下，把每次循环的i值都封闭起来。当事件函数顺着作用域链从内到外查找变量i时，会先找到被封闭在闭包环境的i，单击div时，会分别输出0,1,2,3,4。

<div>0</div>
<div>1</div>
<div>2</div>
<div>3</div>
<div>4</div>
<script>
var divs = document.getElementsByTagName("div");
for (var i = 0; i < divs.length; i++) {
  divs[i].onclick = (function(num) {
    return function() {
      alert(num);
    };
  })(i);
}
</script>

类似实例：闭包直接赋给数组

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

结果：result的每个元素都返回10。

说明：闭包的作用域链有明显的副作用——闭包总是获得外部函数变量的最终值。上面代码中，外部函数产生一个函数数组result并返回。函数数组中的每个元素都是一个函数，每个函数都返回 i变量。似乎每个函数应该返回每次循环的i值，即依次返回0到9，但事实是，每个函数的返回结果都是10。这是因为每个内部函数返回的是变量i，而不是i在某个时刻的特定值，而i的作用域是整个外部函数，当外部函数执行完成后，i的值是10。

解决：在每个内部函数的内部，再产生一个匿名函数并返回。

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

结果：result依次返回0到9。

说明：(i)使得该层匿名函数立即执行。

3、闭包

有时候需要得到函数内的局部变量。如何从外部读取局部变量？那就是在函数的内部，再定义一个函数。

闭包是指有权访问另一个函数作用域中变量的函数，创建闭包的最常见的方式就是在一个函数内创建另一个函数，通过另一个函数访问这个函数的局部变量，利用闭包可以突破作用链域，将函数内部的变量和方法传递到外部。

①　闭包的原理

1) 后台执行环境中，闭包的作用域链包含着自己的作用域、函数的作用域和全局作用域。

2) 通常，函数的作用域和变量会在函数执行结束后销毁。

3) 但是，当函数返回一个闭包时，这个函数的作用域将会一直在内存中保存到闭包不存在为止。

②　闭包的特性

1) 函数内再嵌套函数。

2) 内部函数可以引用外层的参数和变量。

3) 参数和变量不会被垃圾回收机制回收。

③　闭包的用途

1) 读取函数内部的变量。

function f1(){
  var n = 999;
  function f2(){
    alert(n);//999
  }
}

在上面的代码中，函数f2就被包括在函数f1内部，这时f1内部的所有局部变量，对f2都是可见的。但是反过来就不行，f2内部的局部变量，对f1就是不可见的。既然f2可以读取f1中的局部变量，那么只要把f2作为返回值，就可以在f1外部读取它的内部变量了。

function f1(){
  var n = 999;
  function f2(){
    alert(n);
  }
  return f2;
}
var result=f1();
result();//999

闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。由于在Javascript语言中，只有函数内部的子函数才能读取局部变量，因此可以把闭包简单理解成"定义在一个函数内部的函数"。所以，在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。

function f1(){
  var n = 999;
  nAdd = function(){n += 1}
  function f2(){
    alert(n);
  }
  return f2;
}
var result=f1();
result();//999
nAdd();
result();//1000

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。这证明了，函数f1中的局部变量n一直保存在内存中，并没有在f1调用后被自动清除。原因就在于f1是f2的父函数，而f2被赋给了一个全局变量，这导致f2始终在内存中，而f2的存在依赖于f1，因此f1也始终在内存中，不会在调用结束后，被垃圾回收机制回收。

2) 让函数内部的变量的值始终保持在内存中（延长局部变量的寿命）。

var print, add, set;
function closure() {
  var number = 8;
  print = function() {
    alert(number);
  }
  add = function() {
    number++;
  }
  set = function(x) {
    number = x;
  }
}
closure();//创建一个闭包
add();
print();//9
set(0);
print();//0
var oldClosure = print;
closure();//创建一个新的闭包
print();//8
oldClosure();//0

使用闭包的注意点：由于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，所以不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题，在IE中可能导致内存泄露。解决方法是，在退出函数之前，将不使用的局部变量全部删除。也就是说，闭包会引用外部函数作用域，会占用更多的内存，过度使用闭包，会导致性能问题。所以，仅当必要时才使用闭包。对产生闭包的函数，使用后应该解除引用。

3)自执行函数+闭包减少全局变量污染（封装私有变量）

var person = (function() {
  var_name = "Alice";
  var _id = 16;
  return {
    getUserInfo: function() {
      return _name + ": " + _id;
    }
  }
})();

使用下划线来约定私有变量_name和_age，它们被封装在闭包产生的作用域中，外部是访问不到这两个变量的，这就避免了对全局的命令污染。

④　闭包的缺点：

1) 需要维护额外的作用域。

2) 过渡使用闭包会占用大量内存。

4、this对象

在闭包内使用this对象将产生一些复杂的行为。this对象的值基于函数所在的执行环境在运行时决定：在全局函数中使用时，this等于window(非严格模式)或undefined(严格模式)；而当作为对象的方法调用时，this等于这个对象。

var name = "The window";
var object = {
  name: "My object",
  getName: function() {
    return function() {
      return this.name;
    };
  }
};
alert(object.getName()());//输出："The window"

每个函数一旦被调用，它将自动获得this和arguments两个变量。一个内部函数是不能直接从外部函数访问到这两个变量的。可以通过将this对象存储在另一个变量中来解决这个问题。把外部作用域中的this对象保存在一个闭包能够访问到的变量里，就可以让闭包访问该对象了。

var name ="The window";
var object = {
  name: "My object",
  getName: function() {
    var that = this;
    return function() {
      return that.name;
    };
  }
};
alert(object.getName()());//输出："My object"

要让闭包访问外部函数的this和arguments对象，可以通过将它们的引用存储在另一个变量中来完成。

5、内存泄漏

使用闭包的时候很容易造成循环引用，若闭包的作用域包含着一些DOM节点，这时候就有可能造成内存泄漏，但其实，这本身不是闭包的问题，而是由于：BOM和DOM中的对象是使用C++以COM对象的方式实现的，而COM对象的垃圾收集机制采用的是引用计数策略，在基于引用计数策略的垃圾回收机制中，若两个对象之间形成了循环引用，则这两个对象都无法被回收。

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

匿名函数保存了一个对element的引用，只要匿名函数存在，element的引用数至少为1，它所占用的内存就永远不会被回收。

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

通过把element.id的一个副本保存在变量中，并且在闭包中引用该变量消除了循环引用，但是仅仅做到这一步还不能解决内存泄漏的问题，闭包会引用包含函数的所有活动对象，包含element，即使闭包不直接引用element，包含函数的活动对象中也仍然会保存一个引用，因此有必要把element元素设置为null，这样就能解除对DOM对象的引用，确保正常回收其占用的内存。

6、模仿块级作用域

JavaScript中没有直接的块级作用域。

function output(count) {
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    alert(i);
  }
  alert(i);//输出：10
}

使用闭包可以模仿块级作用域——创建并立即调用一个函数，这样既可以执行其中的代码，又不会在内存中留下对该函数的引用。结果是内部函数的所有变量都会立即被销毁，除非将某些变量赋值给了包含作用域（即外部作用域）中的变量。

用作块级作用域的匿名函数：将函数声明包含在一对圆括号中，表示它实际上是一个函数表达式，紧随其后的另一对圆括号会立即调用这个函数。

(function() {
  //这里是块级作用域；
}) ();

可以使用匿名函数表达式来模拟块级作用域，任何定义在匿名函数中的变量在匿名函数执行完之后都将被销毁，在匿名函数外访问这些变量将会产生错误。

function output(count) {
  (function() {
    for (var i = 0; i < count; i++) {
      alert(i);
    }
  }) ();
  alert(i);//出错
}

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希望本文所述对大家JavaScript程序设计有所帮助。