閉包專題 -- 簡單易懂

理解閉包，閉包的優缺點。

閉包就是能夠讀取其他函數內部變量的函數，本質就是將函數內部和函數外部連接起來的一座橋樑。

閉包（closure）是Javascript語言的一個難點，也是它的特色，很多高級應用都要依靠閉包實現。

下面就是我的學習筆記，對於Javascript初學者應該是很有用的。

一、變量的作用域

要理解閉包，首先必須理解Javascript特殊的變量作用域。

變量的作用域無非就是兩種：全局變量和局部變量。

Javascript語言的特殊之處，就在於函數內部可以直接讀取全局變量。

　　var n=999;

　　function f1(){
　　　　alert(n);
　　}

　　f1(); // 999

另一方面，在函數外部自然無法讀取函數內的局部變量。

　　function f1(){
　　　　var n=999;
　　}

　　alert(n); // error

這裏有一個地方需要注意，函數內部聲明變量的時候，一定要使用var命令。如果不用的話，你實際上聲明瞭一個全局變量！

　　function f1(){
　　　　n=999;
　　}

　　f1();

　　alert(n); // 999

二、如何從外部讀取局部變量？

出於種種原因，我們有時候需要得到函數內的局部變量。但是，前面已經說過了，正常情況下，這是辦不到的，只有通過變通方法才能實現。

那就是在函數的內部，再定義一個函數。

　　function f1(){

　　　　var n=999;

　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n); // 999
　　　　}

　　}

在上面的代碼中，函數f2就被包括在函數f1內部，這時f1內部的所有局部變量，對f2都是可見的。但是反過來就不行，f2內部的局部變量，對f1就是不可見的。這就是Javascript語言特有的"鏈式作用域"結構（chain scope），子對象會一級一級地向上尋找所有父對象的變量。所以，父對象的所有變量，對子對象都是可見的，反之則不成立。

既然f2可以讀取f1中的局部變量，那麼只要把f2作爲返回值，我們不就可以在f1外部讀取它的內部變量了嗎！

　　function f1(){

　　　　var n=999;

　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}

　　　　return f2;

　　}

　　var result=f1();

　　result(); // 999

三、閉包的概念

上一節代碼中的f2函數，就是閉包。

各種專業文獻上的"閉包"（closure）定義非常抽象，很難看懂。我的理解是，閉包就是能夠讀取其他函數內部變量的函數。

由於在Javascript語言中，只有函數內部的子函數才能讀取局部變量，因此可以把閉包簡單理解成"定義在一個函數內部的函數"。

所以，在本質上，閉包就是將函數內部和函數外部連接起來的一座橋樑。

四、閉包的用途

閉包可以用在許多地方。它的最大用處有兩個，一個是前面提到的可以讀取函數內部的變量，另一個就是讓這些變量的值始終保持在內存中。

怎麼來理解這句話呢？請看下面的代碼。

　　function f1(){

　　　　var n=999;

　　　　nAdd=function(){n+=1}

　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}

　　　　return f2;

　　}

　　var result=f1();

　　result(); // 999

　　nAdd();

　　result(); // 1000

在這段代碼中，result實際上就是閉包f2函數。它一共運行了兩次，第一次的值是999，第二次的值是1000。這證明了，函數f1中的局部變量n一直保存在內存中，並沒有在f1調用後被自動清除。

爲什麼會這樣呢？原因就在於f1是f2的父函數，而f2被賦給了一個全局變量，這導致f2始終在內存中，而f2的存在依賴於f1，因此f1也始終在內存中，不會在調用結束後，被垃圾回收機制（garbage collection）回收。

這段代碼中另一個值得注意的地方，就是"nAdd=function(){n+=1}"這一行，首先在nAdd前面沒有使用var關鍵字，因此nAdd是一個全局變量，而不是局部變量。其次，nAdd的值是一個匿名函數（anonymous function），而這個匿名函數本身也是一個閉包，所以nAdd相當於是一個setter，可以在函數外部對函數內部的局部變量進行操作。

五、使用閉包的注意點

1）由於閉包會使得函數中的變量都被保存在內存中，內存消耗很大，所以不能濫用閉包，否則會造成網頁的性能問題，在IE中可能導致內存泄露。解決方法是，在退出函數之前，將不使用的局部變量全部刪除。

2）閉包會在父函數外部，改變父函數內部變量的值。所以，如果你把父函數當作對象（object）使用，把閉包當作它的公用方法（Public Method），把內部變量當作它的私有屬性（private value），這時一定要小心，不要隨便改變父函數內部變量的值。

六、思考題

如果你能理解下面兩段代碼的運行結果，應該就算理解閉包的運行機制了。

代碼片段一。

　　var name = "The Window";

　　var object = {
　　　　name : "My Object",

　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return this.name;
　　　　　　};

　　　　}

　　};

　　alert(object.getNameFunc()());

代碼片段二。

　　var name = "The Window";

　　var object = {
　　　　name : "My Object",

　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　var that = this;
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return that.name;
　　　　　　};

　　　　}

　　};

　　alert(object.getNameFunc()());

（詳細內容參考博客：http://www.ruanyifeng.com/blog/2009/08/learning_javascript_closures.html）

用途：（1）可以讀取函數內部的變量；（2）讓變量的值始終保存在內存中。（3）可以用於封裝，模擬面向對象，緩存，匿名函數自執行等

（更簡潔的表達出代碼，提示代碼執行效率）

缺點：造成內存泄露（變量在內存中一直不釋放，導致本身不能訪問，該內存也不能進行重新分配，內存消耗大，性能降低）（解決方法是在退出函數之前，將不使用的變量全部刪除）

我們來看看閉包的用途。事實上，通過使用閉包，我們可以做很多事情。比如模擬面向對象的代碼風格；更優雅，更簡潔的表達出代碼；在某些方面提升代碼的執行效率。

1 匿名自執行函數

我們知道所有的變量，如果不加上var關鍵字，則默認的會添加到全局對象的屬性上去，這樣的臨時變量加入全局對象有很多壞處，
比如：別的函數可能誤用這些變量；造成全局對象過於龐大，影響訪問速度(因爲變量的取值是需要從原型鏈上遍歷的)。
除了每次使用變量都是用var關鍵字外，我們在實際情況下經常遇到這樣一種情況，即有的函數只需要執行一次，其內部變量無需維護，
比如UI的初始化，那麼我們可以使用閉包：

[javascript]view
plaincopyprint?

var datamodel = {    

    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);    

       }    

    }    

    //build dm.tree      

})(datamodel);

我們創建了一個匿名的函數，並立即執行它，由於外部無法引用它內部的變量，
因此在執行完後很快就會被釋放，關鍵是這種機制不會污染全局對象。

2緩存

再來看一個例子，設想我們有一個處理過程很耗時的函數對象，每次調用都會花費很長時間，
那麼我們就需要將計算出來的值存儲起來，當調用這個函數的時候，首先在緩存中查找，如果找不到，則進行計算，
然後更新緩存並返回值，如果找到了，直接返回查找到的值即可。閉包正是可以做到這一點，因爲它不會釋放外部的引用，
從而函數內部的值可以得以保留。

[javascript]view
plaincopyprint?

var CachedSearchBox = (function(){    

    var cache = {},    

       count = [];    

    return {    

       attachSearchBox : function(dsid){    

           if(dsid in cache){//如果結果在緩存中    

              return cache[dsid];//直接返回緩存中的對象    

           }    

           var fsb = new uikit.webctrl.SearchBox(dsid);//新建    

           cache[dsid] = fsb;//更新緩存    

           if(count.length > 100){//保正緩存的大小<=100    

              delete cache[count.shift()];    

           }    

           return fsb;          

       },    

       clearSearchBox : function(dsid){    

           if(dsid in cache){    

              cache[dsid].clearSelection();      

           }    

       }    

    };    

})();    

CachedSearchBox.attachSearchBox("input1");

這樣，當我們第二次調用CachedSearchBox.attachSerachBox(“input1”)的時候，
我們就可以從緩存中取道該對象，而不用再去創建一個新的searchbox對象。

3 實現封裝

可以先來看一個關於封裝的例子，在person之外的地方無法訪問其內部的變量，而通過提供閉包的形式來訪問：

[javascript]view
plaincopyprint?

var person = function(){    

    //變量作用域爲函數內部，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，結果爲undefined    

print(person.getName());    

person.setName("abruzzi");    

print(person.getName());    

得到結果如下：  

undefined  

default  

abruzzi

4 閉包的另一個重要用途是實現面向對象中的對象，傳統的對象語言都提供類的模板機制，
這樣不同的對象(類的實例)擁有獨立的成員及狀態，互不干涉。雖然JavaScript中沒有類這樣的機制，但是通過使用閉包，
我們可以模擬出這樣的機制。還是以上邊的例子來講：

[javascript]view
plaincopyprint?

function Person(){    

    var name = "default";       

    return {    

       getName : function(){    

           return name;    

       },    

       setName : function(newName){    

           name = newName;    

       }    

    }    

};    

var john = Person();    

print(john.getName());    

john.setName("john");    

print(john.getName());    

var jack = Person();    

print(jack.getName());    

jack.setName("jack");    

print(jack.getName());    

運行結果如下：  

default  

john  

default  

jack