javascript中的閉包closure詳解

flydean發表於2021-03-02

簡介

閉包closure是javascript中一個非常強大的功能。所謂閉包就是函式中的函式,內部函式可以訪問外部函式的作用域範圍,從而可以使用閉包來做一些比較強大的工作。

今天將會給大家詳細介紹一下閉包。

函式中的函式

我們提到了函式中的函式可以訪問父函式作用域範圍的變數,我們看一個例子:

function parentFunction() {
  var address = 'flydean.com'; 
  function alertAddress() { 
    alert(address); 
  }
  alertAddress();
}
parentFunction();

上面的例子中,我們在parentFunction中定義了一個變數address,在parentFunction內部定義了一個alertAddress方法,在該方法內部訪問外部函式中定義的address變數。

上面程式碼執行是沒問題的,可以正確的訪問到資料。

Closure閉包

函式中的函式有了,那麼什麼是閉包呢?

我們看下面的例子:

function parentFunction() {
  var address = 'flydean.com'; 
  function alertAddress() { 
    alert(address); 
  }
  return alertAddress;
}
var myFunc = parentFunction();
myFunc();

這個例子和第一個例子很類似,不同之處就是我們將內部函式返回了,並且賦值給了myFunc。

接下來我們直接呼叫了myFunc。

myFunc中訪問了parentFunction中的address變數,雖然parentFunction已經執行完畢返回。

但是我們在呼叫myFunc的時候,任然可以訪問到address變數。這就是閉包。

閉包的這個特性非常擁有,我們可以使用閉包來生成function factory,如下所示:

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

其中add5和add10都是閉包,他們是由makeAdder這個function factory建立出來的。通過傳遞不同的x引數,我們得到了不同的基數的add方法。

最終生成了兩個不同的add方法。

使用function factory的概念,我們可以考慮一個閉包的實際應用,比如我們在頁面上有三個button,通過點選這些button可實現修改字型的功能。

我們可以先通過function factory來生成三個方法:

function makeSizer(size) {
  return function() {
    document.body.style.fontSize = size + 'px';
  };
}

var size12 = makeSizer(12);
var size14 = makeSizer(14);
var size16 = makeSizer(16);

有了這三個方法,我們把DOM元素和callback方法繫結起來:

document.getElementById('size-12').onclick = size12;
document.getElementById('size-14').onclick = size14;
document.getElementById('size-16').onclick = size16;

使用閉包實現private方法

對比java來說,java中有private訪問描述符,通過private,我們可以指定方法只在class內部訪問。

當然,在JS中並沒有這個東西,但是我們可以使用閉包來達到同樣的效果。

var counter = (function() {
  var privateCounter = 0;
  function changeBy(val) {
    privateCounter += val;
  }

  return {
    increment: function() {
      changeBy(1);
    },

    decrement: function() {
      changeBy(-1);
    },

    value: function() {
      return privateCounter;
    }
  };
})();

console.log(counter.value());  // 0.

counter.increment();
counter.increment();
console.log(counter.value());  // 2.

counter.decrement();
console.log(counter.value());  // 1.

我們在父function中定義了privateCounter屬性和changeBy方法,但是這些方法只能夠在內部function中訪問。

我們通過閉包的概念,將這些屬性和方法封裝起來,暴露給外部使用,最終達到了私有變數和方法封裝的效果。

閉包的Scope Chain

對於每個閉包來說,都有一個作用域範圍,包括函式本身的作用域,父函式的作用域和全域性的作用域。

如果我們在函式內部嵌入了新的函式,那麼就會形成一個作用域鏈,我們叫做scope chain。

看下面的一個例子:

// global scope
var e = 10;
function sum(a){
  return function(b){
    return function(c){
      // outer functions scope
      return function(d){
        // local scope
        return a + b + c + d + e;
      }
    }
  }
}

console.log(sum(1)(2)(3)(4)); // log 20

閉包常見的問題

第一個常見的問題就是在迴圈遍歷中使用閉包,我們看一個例子:

function showHelp(help) {
  document.getElementById('help').innerHTML = help;
}

function setupHelp() {
  var helpText = [
      {'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
      {'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
      {'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
    ];

  for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
    var item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
      showHelp(item.help);
    }
  }
}

setupHelp();

上面的例子中,我們建立了一個setupHelp函式,setupHelp中,onfocus方法被賦予了一個閉包,所以閉包中的item可以訪問到外部function中定義的item變數。

因為在迴圈裡面賦值,所以我們實際上建立了3個閉包,但是這3個閉包共享的是同一個外部函式的作用域範圍。

我們的本意是,不同的id觸發不同的help訊息。但是如果我們真正執行就會發現,不管是哪一個id,最終的訊息都是最後一個。

因為onfocus是在閉包建立完畢之後才會觸發,這個時候item的值實際上是變化的,在迴圈結束之後,item的值已經指向了最後一個元素,所以全部顯示的是最後一條資料的help訊息。

怎麼解決這個問題呢?

最簡單的辦法使用ES6中引入的let描述符,從而將item定義為block的作用域範圍,每次迴圈都會建立一個新的item,從而保持閉包中的item的值不變。

  for (let i = 0; i < helpText.length; i++) {
    let item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
      showHelp(item.help);
    }
  }

還有一種方法,就是再建立一個閉包:


function makeHelpCallback(help) {
  return function() {
    showHelp(help);
  };
}

  for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
    var item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = makeHelpCallback(item.help);
  }

這裡用到了之前我們提到的function factory的概念,我們為不同的閉包建立了不同的作用域環境。

還有一種方法就是將item包含在一個新的function作用域範圍之內,從而每次建立都是新的item,這個和let的原理是相似的:

  for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
    (function() {
       var item = helpText[i];
       document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
         showHelp(item.help);
       }
    })(); 
  }

第二個常見的問題就是記憶體洩露。

 function parentFunction(paramA)
 {
 var a = paramA;
 function childFunction()
 {
 return a + 2;
 }
 return childFunction();
 }

上面的例子中,childFunction引用了parentFunction的變數a。只要childFunction還在被使用,a就無法被釋放,從而導致parentFunction無法被垃圾回收。

閉包效能的問題

我們定義了一個物件,並且通過閉包來訪問其私有屬性:

function MyObject(name, message) {
  this.name = name.toString();
  this.message = message.toString();
  this.getName = function() {
    return this.name;
  };

  this.getMessage = function() {
    return this.message;
  };
}

上面的物件會有什麼問題呢?

上面物件的問題就在於,對於每一個new出來的物件,getName和getMessage方法都會被複制一份,一方面是內容的冗餘,另一方面是效能的影響。

通常來說,我們將物件的方法定義在prototype上面:

function MyObject(name, message) {
  this.name = name.toString();
  this.message = message.toString();
}
MyObject.prototype.getName = function() {
  return this.name;
};
MyObject.prototype.getMessage = function() {
  return this.message;
};

注意,我們不要直接重寫整個prototype,這樣會導致未知的錯誤,我們只需要根據需要重寫特定的方法即可。

總結

閉包是JS中非常強大和有用的概念,希望大家能夠喜歡。

本文作者:flydean程式那些事

本文連結:http://www.flydean.com/js-closure/

本文來源:flydean的部落格

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