Javascript 中的闭包和引用

简介

Javascript 中一个最重要的特性就是闭包的使用。因为闭包的使用，当前作用域总可以访问外部的作用域。因为Javascript 没有块级作用域，只有函数作用域，所以闭包的使用与函数是紧密相关的。

各种专业文献上的"闭包"（closure）定义非常抽象，很难看懂。我的理解是，闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。

由于在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"。

闭包最大用处有两个，一个是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。

如下例子：

function f1(){
　　var n=999;
　　nAdd=function(){n+=1}
　　function f2(){
　　　　alert(n);
　　}
　　return f2;
}
var result=f1();
result(); //
nAdd();
result(); //

在这段代码中，result实际上就是闭包f2函数。它一共运行了两次，第一次的值是999，第二次的值是1000。这证明了，函数f1中的局部变量n一直保存在内存中，并没有在f1调用后被自动清除。

为什么会这样呢？原因就在于f1是f2的父函数，而f2被赋给了一个全局变量，这导致f2始终在内存中，而f2的存在依赖于f1，因此f1也始终在内存中，不会在调用结束后，被垃圾回收机制（garbage collection）回收。

这段代码中另一个值得注意的地方，就是"nAdd=function(){n+=1}"这一行，首先在nAdd前面没有使用var关键字，因此nAdd是一个全局变量，而不是局部变量。其次，nAdd的值是一个匿名函数（anonymous function），而这个匿名函数本身也是一个闭包，所以nAdd相当于是一个setter，可以在函数外部对函数内部的局部变量进行操作。

模拟私有变量

function Counter(start) {
    var count = start;
    return {
        increment: function() {
            count++;
        },
 
        get: function() {
            return count;
        }
    }
}
 
var foo = Counter(4);
foo.increment();
foo.get(); //

这里 Counter 返回两个闭包：函数 increment 和 get。这两个函数一直保持着对 Counter 作用域的访问，因此它们能一直访问到定义在 Counter 作用域的变量 count。

私有变量的工作机制

由于 Javascript 不可以对作用域赋值和引用，所以在上例中，是没有办法在外部直接访问内部私有变量 count。唯一的方法就是通过定义闭包来访问。

var foo = new Counter(4);
foo.hack = function() {
    count = 1337;
};

上面的代码不会改变 Counter 作用域内的 count 变量值，因为 hack 没有在 Counter 内定义。上面这段代码只会创建或者覆盖全局变量 count。

循环内的闭包

一个最容易犯的错误就是在循环内使用闭包。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    setTimeout(function() {
        console.log(i);
    }, 1000);
}

上面这段代码不会输出0到9，而是连续输出10次10。
上面的匿名会一直保持一个对变量 i 的引用。当调用 console.log 函数开始输出时，这是循环已经结束，而变量 i 已经为10了。
为了避免上面的错误发生，我们需要在每次循环时为变量 i 值创建一个拷贝。

避免引用错误

为了复制循环中变量的值，最好的方式是在外层加一个匿名的立刻执行函数。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    (function(e) {
        setTimeout(function() {
            console.log(e);
        }, 1000);
    })(i);
}

这个外部的匿名函数接收循环变量 i 作为第一个参数，并将其值拷贝至它自身的参数 e。
外部的匿名函数将参数 e 再传递给 setTimeout，因此 setTimeout 有了指向参数 e 的引用。而且这个参数 e 的值不会因为外部的循环改变而改变。

还有另外一个方法可以实现同样的效果，就是在 setTimeout 内的匿名函数中再返回一个匿名函数：

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    setTimeout((function(e) {
        return function() {
            console.log(e);
        }
    })(i), 1000)
}

此外，通过 bind 方法也可以实现。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    setTimeout(console.log.bind(console, i), 1000);
}

闭包的注意点

1）由于闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中，内存消耗很大，所以不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题，在IE中可能导致内存泄露。解决方法是，在退出函数之前，将不使用的局部变量全部删除。

2）闭包会在父函数外部，改变父函数内部变量的值。所以，如果你把父函数当作对象（object）使用，把闭包当作它的公用方法（Public Method），把内部变量当作它的私有属性（private value），这时一定要小心，不要随便改变父函数内部变量的值。

思考题

如果你能理解下面两段代码的运行结果，应该就算理解闭包的运行机制了。

代码片段一。

var name = "The Window";
var object = {
　　name : "My Object",
　　getNameFunc : function(){
　　　　return function(){
　　　　　　return this.name;
　　　　};
　　}
};
alert(object.getNameFunc()());

代码片段二。

var name = "The Window";
var object = {
　　name : "My Object",
　　getNameFunc : function(){
　　　　var that = this;
　　　　return function(){
　　　　　　return that.name;
　　　　};
　　}
};
alert(object.getNameFunc()());

参考地址

Closures and References

阮一峰的网络日志：学习Javascript闭包（Closure）