Javascript閉包深入解析及實現方法

edithfang發表於2014-10-14
一、什麼是閉包和閉包的幾種寫法和用法

1、什麼是閉包

閉包,官方對閉包的解釋是:一個擁有許多變數和繫結了這些變數的環境的表示式(通常是一個函式),因而這些變數也是該表示式的一部分。閉包的特點:
  • 1.作為一個函式變數的一個引用,當函式返回時,其處於啟用狀態。
  • 2.一個閉包就是當一個函式返回時,一個沒有釋放資源的棧區。
簡單的說,Javascript允許使用內部函式—即函式定義和函式表示式位於另一個函式的函式體內。而且,這些內部函式可以訪問它們所在的外部函式中宣告的所有區域性變數、引數和宣告的其他內部函式。當其中一個這樣的內部函式在包含它們的外部函式之外被呼叫時,就會形成閉包。

2、閉包的幾種寫法和用法

首先要明白,在JS中一切都是物件,函式是物件的一種。下面先來看一下閉包的5種寫法,簡單理解一下什麼是閉包。後面會具體解釋。
//第1種寫法  
function Circle(r) {  
      this.r = r;  
}  
Circle.PI = 3.14159;  
Circle.prototype.area = function() {  
  return Circle.PI * this.r * this.r;  
}  

var c = new Circle(1.0);     
alert(c.area());
這種寫法沒什麼特別的,只是給函式新增一些屬性。
//第2種寫法  
var Circle = function() {  
   var obj = new Object();  
   obj.PI = 3.14159;  

   obj.area = function( r ) {  
       return this.PI * r * r;  
   }  
   return obj;  
}  

var c = new Circle();  
alert( c.area( 1.0 ) );
這種寫法是宣告一個變數,將一個函式當作值賦給變數。
//第3種寫法  
var Circle = new Object();  
Circle.PI = 3.14159;  
Circle.Area = function( r ) {  
       return this.PI * r * r;  
}  

alert( Circle.Area( 1.0 ) );
這種方法最好理解,就是new 一個物件,然後給物件新增屬性和方法。
//第4種寫法  
var Circle={  
   "PI":3.14159,  
 "area":function(r){  
          return this.PI * r * r;  
        }  
};  
alert( Circle.area(1.0) );
這種方法使用較多,也最為方便。var obj = {}就是宣告一個空的物件。
//第5種寫法  
var Circle = new Function("this.PI = 3.14159;this.area = function( r ) {return r*r*this.PI;}");  

alert( (new Circle()).area(1.0) );
說實話,這種寫法我是沒用過,大家可以參考一下。

總的來說,上面幾種方法,第2中和第4中較為常見,大家可以根據習慣選擇。

上面程式碼中出現了JS中常用的Prototype,那麼Prototype有什麼用呢?下面我們來看一下:
var dom = function(){

    };

    dom.Show = function(){
        alert("Show Message");
    };

    dom.prototype.Display = function(){
        alert("Property Message");
    };

    dom.Display(); //error
    dom.Show();  
    var d = new dom();
    d.Display();
    d.Show(); //error
我們首先宣告一個變數,將一個函式賦給他,因為在Javascript中每個函式都有一個Portotype屬性,而物件沒有。新增兩個方法,分別直接新增和新增打破Prototype上面,來看下呼叫情況。分析結果如下:
  • 1、不使用prototype屬性定義的物件方法,是靜態方法,只能直接用類名進行呼叫!另外,此靜態方法中無法使用this變數來呼叫物件其他的屬性!
  • 2、使用prototype屬性定義的物件方法,是非靜態方法,只有在例項化後才能使用!其方法內部可以this來引用物件自身中的其他屬性!
下面我們再來看一段程式碼:
var dom = function(){
        var Name = "Default";
        this.Sex = "Boy";
        this.success = function(){
            alert("Success");
        };
    };

    alert(dom.Name);
    alert(dom.Sex);
大家先看看,會顯示什麼呢? 答案是兩個都顯示Undefined,為什麼呢?這是由於在Javascript中每個function都會形成一個作用域,而這些變數宣告在函式中,所以就處於這個函式的作用域中,外部是無法訪問的。要想訪問變數,就必須new一個例項出來。
var html = {
        Name:'Object',
        Success:function(){
            this.Say = function(){
                    alert("Hello,world");
            };
            alert("Obj Success");
        }
    };
再來看看這種寫法,其實這是Javascript的一個”語法糖”,這種寫法相當於:
var html = new Object();
    html.Name = 'Object';
    html.Success = function(){
            this.Say = function(){
                    alert("Hello,world");
            };
            alert("Obj Success");
變數html是一個物件,不是函式,所以沒有Prototype屬性,其方法也都是公有方法,html不能被例項化。否則會出現如下錯誤:



但是他可以作為值賦給其它變數,如var o = html; 我們可以這樣使用它:
    alert(html.Name);
    html.Success();

說到這裡,完了嗎?細心的人會問,怎麼訪問Success方法中的Say方法呢?是html.Success.Say()嗎?

當然不是,上面剛說過由於作用域的限制,是訪問不到的。所以要用下面的方法訪問:
var s = new html.Success();
s.Say();

//還可以寫到外面
html.Success.prototype.Show = function(){
    alert("HaHa");
};
var s = new html.Success();
s.Show();
關於Javascript作用域的問題,不是一兩句能說清楚的,有興趣的大家可以網上找些資料看看。

二、Javascript閉包的用途 

事實上,通過使用閉包,我們可以做很多事情。比如模擬物件導向的程式碼風格;更優雅,更簡潔的表達出程式碼;在某些方面提升程式碼的執行效率。

1、匿名自執行函式

我們知道所有的變數,如果不加上var關鍵字,則預設的會新增到全域性物件的屬性上去,這樣的臨時變數加入全域性物件有很多壞處,

比如:別的函式可能誤用這些變數;造成全域性物件過於龐大,影響訪問速度(因為變數的取值是需要從原型鏈上遍歷的)。

除了每次使用變數都是用var關鍵字外,我們在實際情況下經常遇到這樣一種情況,即有的函式只需要執行一次,其內部變數無需維護,

比如UI的初始化,那麼我們可以使用閉包:
var data= {    
    table : [],    
    tree : {}    
};    

(function(dm){    
    for(var i = 0; i < dm.table.rows; i++){    
       var row = dm.table.rows[i];    
       for(var j = 0; j < row.cells; i++){    
           drawCell(i, j);    
       }    
    }    

})(data);
我們建立了一個匿名的函式,並立即執行它,由於外部無法引用它內部的變數,因此在函式執行完後會立刻釋放資源,關鍵是不汙染全域性物件。

2、結果快取

我們開發中會碰到很多情況,設想我們有一個處理過程很耗時的函式物件,每次呼叫都會花費很長時間,

那麼我們就需要將計算出來的值儲存起來,當呼叫這個函式的時候,首先在快取中查詢,如果找不到,則進行計算,然後更新快取並返回值,如果找到了,直接返回查詢到的值即可。閉包正是可以做到這一點,因為它不會釋放外部的引用,從而函式內部的值可以得以保留。
var CachedSearchBox = (function(){    
    var cache = {},    
       count = [];    
    return {    
       attachSearchBox : function(dsid){    
           if(dsid in cache){//如果結果在快取中    
              return cache[dsid];//直接返回快取中的物件    
           }    
           var fsb = new uikit.webctrl.SearchBox(dsid);//新建    
           cache[dsid] = fsb;//更新快取    
           if(count.length > 100){//保正快取的大小<=100    
              delete cache[count.shift()];    
           }    
           return fsb;          
       },    

       clearSearchBox : function(dsid){    
           if(dsid in cache){    
              cache[dsid].clearSelection();      
           }    
       }    
    };    
})();    

CachedSearchBox.attachSearchBox("input");
這樣我們在第二次呼叫的時候,就會從快取中讀取到該物件。

3、封裝
var person = function(){    
    //變數作用域為函式內部,外部無法訪問    
    var name = "default";       

    return {    
       getName : function(){    
           return name;    
       },    
       setName : function(newName){    
           name = newName;    
       }    
    }    
}();    

print(person.name);//直接訪問,結果為undefined    
print(person.getName());    
person.setName("abruzzi");    
print(person.getName());    

得到結果如下:  

undefined  
default  
abruzzi
4、實現類和繼承
function Person(){    
    var name = "default";       

    return {    
       getName : function(){    
           return name;    
       },    
       setName : function(newName){    
           name = newName;    
       }    
    }    
    };   

    var p = new Person();
    p.setName("Tom");
    alert(p.getName());
    var Jack = function(){};
    //繼承自Person
    Jack.prototype = new Person();
    //新增私有方法
    Jack.prototype.Say = function(){
        alert("Hello,my name is Jack");
    };
    var j = new Jack();
    j.setName("Jack");
    j.Say();
    alert(j.getName());
我們定義了Person,它就像一個類,我們new一個Person物件,訪問它的方法。

下面我們定義了Jack,繼承Person,並新增自己的方法。

個人總結:

以前以為Javascript只是Java的一個分支,是一門指令碼語言,很容易學會,現在發現要學的東西真的很多。Javascript比我們想象的要強大的多。
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