js闭包

Posted 2021-03-23 颉旺飞

在js中，闭包是一个很重要又相当不容易完全理解的要点，网上关于讲解闭包的文章非常多，但是并不是非常容易读懂，在这里以《javascript高级程序设计》里面的理论为基础。用拆分的方式，深入讲解一下对于闭包的理解，如果有不对请指正。

写在闭包之前

闭包的内部细节，依赖于函数被调用过程所发生的一系列事件为基础，所以有必要先弄清楚以下几个概念：

1. 执行环境和活动对象

** - 执行环境(execution context)定义了变量或者函数有权访问的其他数据，每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object)，执行环境中定义的变量和函数就保存在这个变量对象中；
全局执行环境是最外围的一个执行环境，通常被认为是window对象
执行环境和变量对象在运行函数**时生成
执行环境中的所有代码执行完以后，执行环境被销毁，保存在其中的变量和函数也随之销毁；(全局执行环境到应用退出时销毁)

2. 作用域链

当代码在一个执行环境中执行时，会创建变量对象的一个作用域链(scope chain)，作用域链用来指定执行环境有权访问的所有变量和函数的访问顺序；
作用域链的最前端，始终是当前代码执行环境的变量对象，如果这个环境是函数，则其活动对象就是变量对象
作用域链的下一个变量对象，来自外部包含环境，再下一个变量对象，来自下一个外部包含环境，以此类推直到全局执行环境
在函数执行过程，根据当前执行环境的作用域链来逐层向外查找变量，并且进行标识符解析

是不是觉得以上的理论很枯燥而且艰涩？因为基本上是从书上引用来的，不着急着理解，先摆在上面，等会结合案例回头再来看！接下来请看样例:
样例1

以这段简单的代码为例，根据上面的理论画一下关系图(直接用ps画的，原谅我拙劣的笔迹):

如图所示，在执行函数A的时候，创建了A的执行环境和变量对象，其中A的变量对象和全局变量对象中都含有a变量，根据作用域链从前向后查找，在A的变量对象中找到，所以输出1，执行完毕以后 ，A的指向环境销毁，A的变量对象由于没有被引用，所以也销毁；
样例2

这个例子比较简单，要画图的话只需要画一个全局变量对即可，因为在js中，外围环境无法访问内围局部变量(其实本质就是作用域链上找不到相应的值)，所以这里会报变量未定义的错误。
样例3

上面这个例子，在函数A中定义了函数B,关系图如下:

从图上可以很清楚的看出，在每个执行环境中可以访问到的变量对象，所以B可以访问A的变量对象和全局变量对象中的变量以及自身变量对象，A可以访问自身变量对象和全局变量对象

关于执行环境和作用域链暂时说到这里，下面进入正题，讲闭包;

3. 初涉闭包

闭包是指有权访问另一个函数作用域变量的函数，创建闭包的通常方式，是在一个函数内部创建另一个函数

上文我们提到了，由于作用域链的结构，外围函数是无法访问内部变量的，为了能够访问内部变量，我们就可以使用闭包，闭包的本质还是函数，闭包的本质还是函数闭包的本质还是函数。
样例4

上面就是一个很简单的闭包例子，通过m函数，我们可以获得A函数内部变量的值，这个样例比较简单，看不出什么问题，接下来我们来深入了解一下。
-------------------------------从简单到复杂的分割线，请做好准备----------------------------------------------------

4. 闭包详解

难点一:判断作用域指向的变量对象是否相同

样例5
<script>
    function A(){
        var x = 1;
        return function(){
            x++;
            console.log(x);
        }
    }
    var m1 = A();//第一次执行A函数
    m1();//2
    m1();//3
    var m2 = A();//第二次执行A函数
    m2();//2
    m1();//4
</script>

上面这个例子其实可以引出几个问题:
1.为什么连续执行m1的时候，x的值在递增?
2.定义函数m2的时候，为什么x的值重新从1开始了?
3.运行m2以后，为什么再运行m1，x还是按照之前m1的运行结果继续增长?（其实就是m1和m2里面的x为什么是相互独立，各自维持的？）

其实要解决上面的问题，我们就要用到前面铺垫的知识点了:
首先，先画一下结构图，
(额，这图画的可能真的有点丑)，不要慌，图上虽然画的有点乱，但是其实很简单:左半部分和上面简单闭包的例子，其实是完全一样的，而右边半部分，与左边其实是完全对称的；注意看图上的重点：每次执行A函数时，都会生成一个A的活动变量和执行环境，执行完毕以后，A的执行环境销毁，但是活动对象由于被闭包函数引用，所以仍然保留，所以，最终剩下两个A的变量对象，因此m1和m2在操作x时，指向的是不同的数据，

现在来回答上面的三个问题:
1.(为什么连续执行m1的时候，x的值在递增?)
answer:因为m1在引用的活动对象A一直没有释放(想释放的话可以让m1=null)，所以x的值一直递增。
2.定义函数m2的时候，为什么x的值重新从1开始了?
answer:因为又一次运行了A函数，生成一个新的A的活动对象，所以m2的作用域链引用的是一个新的x值。
3.m1和m2里面的x为什么是相互独立，各自维持的？
answer:因为在定义m1和m2的时候，分别运行了A函数，生成了两个活动对象，所以,m1和m2的作用域链是指向不同的A的活动对象的。

好的，到这里先回顾一下前面说到的知识点:

执行环境和变量对象在运行函数时生成
执行环境中的所有代码执行完以后，执行环境被销毁，保存在其中的变量和函数也随之销毁；(全局执行环境到应用退出时销毁)

感觉理解了吗？接下来，再看看另一个很类似的例子:
样例6

这个例子和刚刚十分类似，不同的是，在A内部就先定义了两个函数，可以看出 ，最后的结果与上面的例子有些不同:
变量x仍然能保持递增，但是m[0]和m[1]定义的函数，对于x的改变不再是相互独立的，其实大家估计猜到了，这里的m[0]和m[1]的作用域指向的A的变量对象，其实是同一个，为什么呢?很简单，看看刚刚这段代码，其实是只调用了一次A函数，再看上文那句话:

执行环境和变量对象在运行函数时生成

既然A只执行一次，那么A的活动变量当然也就生成了一个，所以这里m[0]和m[1]的作用域指向同一个A的变量对象

难点二:判断变量对象中变量的值

 样例7
 <script>
    function A(){
        var funs=[];
        for(var i=0;i<10;i++){
           funs[i]=function(){
               return i;
           }
        }
        return funs; 
    }
    var funs = A();//定义funs[0]-funs[9]，10个函数
    console.log(funs[0]());//10
    console.log(funs[1]());//10
    console.log(funs[6]());//10
</script>

这个例子其实算是一个经典案例，在很多地方都有提到，执行完毕后 funs数组中，funs[0]-funs[9]存的其实都是一样的,都是一个返回i值的函数，这个例子容易错误的地方其实在于，弄错了产生执行环境的时机，还是看这句话：

执行环境和变量对象在运行函数时生成

所以，当执行var funs = A();时，只是定义函数，而没有执行，真正产生环境变量的时间是在console.log(funs[0]());这三句的时候，此时A的变量对象中i值是什么呢？很简单，看它return的时候，i的值，显然，i的值是10，所以，最后三句输出的都是10

好的，针对以上的案例，如果我就是想让fun[i]能够返回i，那应该怎么写呢?在《javascript高级程序设计》中，提供了一种参考的写法:
样例8

是不是一看头就大了？没关系，接下来我们慢慢分析，当然，上述代码中anonymous1和anonymous2两个名字是我自己添加上的，为了后面能够更好的说明。
首先，先来看看function anonymous1(num){}(i)，这是一个立即执行函数，效果和名字一样，定义完之后马上运行结果，那这里运行的结果是什么呢？就是把i的值立即传递给num这个局部变量，然后再返回anonymous2，请注意这个立即执行函数被执行的次数，10次，再来看看这句话

执行环境和变量对象在运行函数时生成

好的，那现在请回答我：
这里面生成了几个anonymous1的活动变量？
answer：当然也是10个，
那每个anonymous1活动变量中存贮的num值是多少？
answer：看anonymous函数return的时候可以知道，存贮的num值就是每次传入的i值，也就是0-9

好了，那现在很明了了，这样的写法其实相当于，把每次的i值都保存在一个anonymous1活动变量钟，给最内层的anonymous2函数使用

小结

写到这里，关于闭包的主要特征和辨别方式已经基本讲到了，个人感觉因为这个问题比较抽象，还是多看看文中以及网上的一些例子，加深理解。以上内容属于个人见解，如果有不同意见，欢迎指出和探讨。希望能对看到的人有所帮助，同时，码字不易(尤其是还要配上灵魂画师级别的配图~)，请尊重作者的版权，转载请注明出处，如作商用，请与作者联系，感谢！