JavaScript中的匿名函数与闭包
Javascript中,闭包无疑是重要的一个环节,入门时多半会被弄晕。
// 匿名函数:没有名字的函数;
// 闭包:可访问一个函数作用域里的变量的函数;
匿名函数
// 普通函数 function box(){ // 函数名是box; return 'Lee'; } box(); // =>Lee; 调用函数; // 匿名函数 function(){ // 匿名函数,会报错; return 'Lee'; } // 通过表达式自我执行 (function(name){ console.log(name); // =>Lee; })("Lee"); // "()"表示执行函数,并且可以传参; // 把匿名函数赋值给变量 var box = function(){ // 将匿名函数赋给变量; return 'Lee'; }; console.log(box()); // 调用方式和函数调用相似; // 函数里的匿名函数 function box(){ return function(name){ // 函数里的匿名函数,产生闭包; return name; }; }; console.log(box()("Lee")); // 函数box()调用匿名函数,并传参;
二 闭包
// 闭包:有权访问另一个函数作用域中的变量的函数;
// 创建闭包的常见方式:在一个函数内部创建另一个函数;通过另一个函数访问这个函数的局部变量;
// 通过闭包可以返回局部变量 function box(){ var user = 'Lee'; return function(){ // 通过匿名函数返回box()的局部变量user; return user; }; } console.log(box()()); // =>Lee; 直接调用box()()来获得匿名函数的返回值; var b = box(); console.log(b()); // =>Lee; 另一种调用匿名函数方式; // 优点:可以把局部变量驻留在内存中,可以避免使用全局变量; // (全局变量污染导致应用程序不可预测性,每个模块都可调用必将引来灾难;所以推荐使用私有的,封装的局部变量);
// 缺点: // 通过全局变量来累加 var age = 100; // 全局变量; function box(){ age++; // 模块级可以调用全局变量,进行累加; }; box(); // 执行函数,累加一次; console.log(age); // =>101; 输出全局变量; box(); // 执行函数,累加一次; console.log(age); // =>102; 输出全局变量; // 通过局部变量无法实现累加 function box(){ var age = 100; age++; // 实现累加; return age; } console.log(box()); // =>101; console.log(box()); // =>101; 无法实现累加,因为第二次调用函数时,函数内部变量age又被初始化了; // 通过闭包可以实现局部变量的累加 function box(){ var age = 100; return function(){ // 匿名函数内实现累加; age++; return age; // 并返回累加后的变量; }; // 此时box()函数的局部变量age的值已经被修改为累加后的值; } var b = box(); // 给box()函数赋值给变量; console.log(b()); // =>101; 调用匿名函数,累加一次; console.log(b()); // =>102; 第二次调用匿名函数,累加两次; // PS:由于闭包里作用域返回的局部变量资源不会被立刻销毁回收,所以可能会占用更多的内存;所以过度使用闭包会导致性能下降;(将闭包引用在"私有作用域"中即可实现变量销毁) // 作用域链的机制导致一个问题,在循环中里的匿名函数取得的任何变量都是最后一个值; ?
// 循环里包含匿名函数 function box(){ var arr = []; for(var i=0; i<5; i++){ // 当声明变量i=5时,循环停止;而此时循环里的变量i==5; arr[i] = function(){ // arr[i]得到的只是没有执行的匿名函数function(){}; return i; }; }; return arr; // arr = [function,function,function,function,function]; } var b = box(); // =>[function,function,function,function,function]; 得到函数box()返回的数组arr; console.log(b.length); // =>5; 得到函数集合数组长度; for(var i=0; i<b.length; i++){ console.log(box()[i]()); // =>5,5,5,5,5; 输出每个函数的值,都是最后一个值; } // 上面的例子输出的结果都是5,也就是循环后得到的最大i值; // 因为b[i]调用的是匿名函数,匿名函数并没有自我执行,等到调用的时候,box()已执行完毕,i早已变成5; // 循环里包含匿名函数-改1,自我执行匿名函数 function box(){ var arr = []; for(var i=0; i<5; i++){ arr[i] = (function(num){ // arr[i]得到的是匿名函数执行后的结果数值0-4; return num; })(i); // 自我执行并传参; } return arr; } var b = box(); // =>[0,1,2,3,4]; 此时b代表box()返回的数组; for (var i = 0; i < b.length; i++) { console.log(b[i]); // 0 1 2 3 4; 这里返回的是数值; }; // 例子中,我们让匿名函数进行自我执行,导致最终返回给a[i]的是数组而不是函数了;最终导致b[0]-b[4]中保留了0,1,2,3,4的值; // 循环里包含匿名函数-改2,匿名函数里再做个匿名函数; function box(){ var arr = []; for(var i=0; i<5; i++){ arr[i] = (function(num){ return function(){ // 返回函数; return num; } })(i); } return arr; // arr = [function,function,function,function,function]; } var b = box(); for (var i = 0; i < b.length; i++) { console.log(b[i]()); // 0,1,2,3,4; }; // 改1和改2中,我们通过匿名函数自我执行,立即把结果赋值给arr[i]; // 每一个i,是调用方通过按值传递的,所以最终返回的都是指定的递增的i;而不是box()函数中的变量i;
正式从下面开始详解:先从一个例子入手:
function lazy_sum(arr) { var sum = function () { return arr.reduce(function (x, y) { return x + y; }); } return sum; } var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); alert(f1 === f2); // false
本以为,f1和f2完全是两个完全一样的函数,但是实际上lazy_sum返回给f1和f2的两个匿名函数(参考本文第三部分)并不一样,即使看到“字面的表达式”是一样的,其实这涉及到更关键的一点是对于Javascript的“对象”的理解,这一点或许将来值得单独拿出来写篇文章。
一、闭包的定义
以上的lazy_sum中又定义了函数sum,并且,内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量,当lazy_sum返回函数sum时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种程序结构就被称为“闭包(Closure)”。(廖雪峰的定义)
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。(阮一峰的的定义)
二、变量的作用域
要理解闭包,首先必须要明确的是Javascript特殊的变量作用域,也即全局变量和局部变量,这一点不难,可以简单地按照是否使用var声明变量来加以区分。
与变量的作用域相关的还有一个this方法,以及that指向。下面两段代码,在看完本文后不妨回来思考下如何解释两段代码的结果。
第一段代码:
var name = "The Window"; var object = { name : "My Object", getNameFunc : function(){ return function(){ return this.name; }; } }; alert(object.getNameFunc()());
第二代代码:
var name = "The Window"; var object = { name : "My Object", getNameFunc : function(){ var that = this; return function(){ return that.name; }; } }; alert(object.getNameFunc()());
三、匿名函数
另一个需要明确的,就是匿名函数,举几个例子:
//普通函数 function box() { //函数名是 box return'Lee'; } //匿名函数 function(){ //简单的匿名函数,单独使用会报错 return'Lee'; } //通过表达式自我执行 (functionbox() { //封装成表达式,单独使用会报错 alert('Lee'); })(); //()表示执行函数,并且传参 //把匿名函数赋值给变量 var box=function(){ //将匿名函数赋给变量 return'Lee'; }; alert(box()); //调用方式和函数调用相似 //函数里的匿名函数 function box() { return function(){ //函数里的匿名函数,产生闭包 return'Lee'; } } alert(box()()); //调用匿名函数
四、闭包与内存
接下来就是闭包最让人疑惑的地方。
闭包最大用处有两个,一个是前面提到的可以读取函数内部的变量,另一个就是让这些变量的值始终保持在内存中。
如何理解呢?从一个简单计数器入手:
function getCounter(){ var counter = 1; var add = function() { counter++; } var desc = function() { counter--; } var get = function() { return counter; } return { add: add, desc: desc, get: get } }; var counter1 = getCounter(); var counter2 = getCounter(); console.log(counter1 === counter2) //false console.log(counter1.get()) //1 console.log(counter2.get()) //1 counter1.add() counter1.add() counter1.add() counter2.desc() counter2.desc() console.log(counter1.get()) //4 console.log(counter2.get()) //-1 counter1 = null; counter2 = null;
以上的例子可以看到,闭包内的函数add、desc可以反复调用,而父函数getCounter里的变量值则是在不断累加的。也就是说函数counter1及counter2中定义的父函数getCounter中的,由变量及子函数等一系要素构成该父函数的“运行环境”,一直停留在内存中,因而出现了累加的效果。
在JS的垃圾回收机制(garbage collection)中,如果一个变量发生过一次及以上的引用,那么这个变量就将停留在内存中,如以上代码,console.log(counter1.get())即是一次对counter1引用,所以这个getCounter()将会作为counter1的值一直停留在内存中,直到重新给counter1赋值,例如counter1 = null;就是一次清理内存的操作。在目前的小型脚本中,是不太会显示出内存占用问题的,而且现在新型的浏览器都有一定的内存控制机制,但是在古董级的IE浏览器中,可能就会面对严重的内存泄漏问题。所以及时清理无用内存是一个很好的习惯。
五、正确地使用闭包
function count() { var arr = []; for (var i=1; i<=3; i++) { arr.push(function () { return i * i; }); } return arr; } var results = count(); var f1 = results[0]; var f2 = results[1]; var f3 = results[2]; console.log(f1()); // 16 console.log(f2()); // 16 console.log(f3()); // 16
在这样一个程序中,我们期望得到的是[1,4,9],但是最终得到的却是[16,16,16]。为什么呢?
因为内存停留的原因啊,f1、f2、f3每一次赋值,返回的函数都引用了i,但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时,它们所引用的变量i已经变成了4,因此最终结果为16。
所以返回闭包时牢记的一点就是:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。
那么如何解决呢?
再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:
function count() { var arr = []; for (var i=1; i<=3; i++) { arr.push((function (n) { return function () { return n * n; } })(i)); //所谓“绑定”,即是通过`i`传参,每次返回函数时初始化 } return arr; } var results = count(); var f1 = results[0]; var f2 = results[1]; var f3 = results[2]; console.log(f1()); // 1 console.log(f2()); // 4 console.log(f3()); // 9
六、大佬是这样玩的
几十年前,一位美国数学家阿隆佐·邱奇(Alonzo Church,1903年6月14日-1995年8月11日),提出了一套名为λ演算(Lambda calculus)的计算机运算逻辑,最简单的部分,不使用加减乘除以及数字,来进行四则运算。对的,如果让你算1+1,你可以伸出两个指头,让你算9x9,你要说你背得乘法口诀表,但是这些方法计算机并不理解啊,所以需要有一个方法可以让计算机实现以上得运算,于是λ演算就解决了这个问题,也因此今天你得以在计算器上执行各种复杂得运算,你以为显而易见的1+1等于2,其实背后有一套严密的运算逻辑(不要跟我讲哥德巴赫猜想,拒绝)。
那么我们用JavaScript来演示一下λ演算的逻辑吧:
'use strict'; // 定义数字0: var zero = function (f) { return function (x) { return x; } }; // 定义数字1: var one = function (f) { return function (x) { return f(x); } }; // 定义加法: function add(n, m) { return function (f) { return function (x) { return m(f)(n(f)(x)); } } } // 计算数字2 = 1 + 1: var two = add(one, one); // 计算数字3 = 1 + 2: var three = add(one, two); // 计算数字5 = 2 + 3: var five = add(two, three); // 你说它是3就是3,你说它是5就是5,你怎么证明? // 看这里: // 给3传一个函数,会打印3次: (three(function () { console.log('print 3 times'); }))(); // 给5传一个函数,会打印5次: (five(function () { console.log('print 5 times'); }))();
其实这并不是真正意义上的加减乘除运算,而是通过循环引用制造的“计算假象”罢了 :P
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