JavaScript中的匿名函数与闭包
时间：5年前 阅读：4711
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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