javascript中的閉包closure詳解

簡介

閉包closure是javascript中一個非常強大的功能。所謂閉包就是函數中的函數，内部函數可以通路外部函數的作用域範圍，進而可以使用閉包來做一些比較強大的工作。

今天将會給大家詳細介紹一下閉包。

函數中的函數

我們提到了函數中的函數可以通路父函數作用域範圍的變量，我們看一個例子：

function parentFunction() {
  var address = 'flydean.com'; 
  function alertAddress() { 
    alert(address); 
  }
  alertAddress();
}
parentFunction();      

上面的例子中，我們在parentFunction中定義了一個變量address，在parentFunction内部定義了一個alertAddress方法，在該方法内部通路外部函數中定義的address變量。

上面代碼運作是沒問題的，可以正确的通路到資料。

Closure閉包

函數中的函數有了，那麼什麼是閉包呢？

我們看下面的例子：

function parentFunction() {
  var address = 'flydean.com'; 
  function alertAddress() { 
    alert(address); 
  }
  return alertAddress;
}
var myFunc = parentFunction();
myFunc();      

這個例子和第一個例子很類似，不同之處就是我們将内部函數傳回了，并且指派給了myFunc。

接下來我們直接調用了myFunc。

myFunc中通路了parentFunction中的address變量，雖然parentFunction已經執行完畢傳回。

但是我們在調用myFunc的時候，任然可以通路到address變量。這就是閉包。

閉包的這個特性非常擁有，我們可以使用閉包來生成function factory,如下所示：

function makeAdder(x) {
  return function(y) {
    return x + y;
  };
}
var add5 = makeAdder(5);
var add10 = makeAdder(10);
console.log(add5(2));  // 7
console.log(add10(2)); // 12      

其中add5和add10都是閉包，他們是由makeAdder這個function factory建立出來的。通過傳遞不同的x參數，我們得到了不同的基數的add方法。

最終生成了兩個不同的add方法。

使用function factory的概念，我們可以考慮一個閉包的實際應用，比如我們在頁面上有三個button，通過點選這些button可實作修改字型的功能。

我們可以先通過function factory來生成三個方法：

function makeSizer(size) {
  return function() {
    document.body.style.fontSize = size + 'px';
  };
}
var size12 = makeSizer(12);
var size14 = makeSizer(14);
var size16 = makeSizer(16);      

有了這三個方法，我們把DOM元素和callback方法綁定起來：

document.getElementById('size-12').onclick = size12;
document.getElementById('size-14').onclick = size14;
document.getElementById('size-16').onclick = size16;      

使用閉包實作private方法

對比java來說，java中有private通路描述符，通過private，我們可以指定方法隻在class内部通路。

當然，在JS中并沒有這個東西，但是我們可以使用閉包來達到同樣的效果。

var counter = (function() {
  var privateCounter = 0;
  function changeBy(val) {
    privateCounter += val;
  }
  return {
    increment: function() {
      changeBy(1);
    },
    decrement: function() {
      changeBy(-1);
    },
    value: function() {
      return privateCounter;
    }
  };
})();
console.log(counter.value());  // 0.
counter.increment();
counter.increment();
console.log(counter.value());  // 2.
counter.decrement();
console.log(counter.value());  // 1.      

我們在父function中定義了privateCounter屬性和changeBy方法，但是這些方法隻能夠在内部function中通路。

我們通過閉包的概念，将這些屬性和方法封裝起來，暴露給外部使用，最終達到了私有變量和方法封裝的效果。

閉包的Scope Chain

對于每個閉包來說，都有一個作用域範圍，包括函數本身的作用域，父函數的作用域和全局的作用域。

如果我們在函數内部嵌入了新的函數，那麼就會形成一個作用域鍊，我們叫做scope chain。

看下面的一個例子：

// global scope
var e = 10;
function sum(a){
  return function(b){
    return function(c){
      // outer functions scope
      return function(d){
        // local scope
        return a + b + c + d + e;
      }
    }
  }
}
console.log(sum(1)(2)(3)(4)); // log 20      

閉包常見的問題

第一個常見的問題就是在循環周遊中使用閉包，我們看一個例子：

function showHelp(help) {
  document.getElementById('help').innerHTML = help;
}
function setupHelp() {
  var helpText = [
      {'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
      {'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
      {'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
    ];
  for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
    var item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
      showHelp(item.help);
    }
  }
}
setupHelp();      

上面的例子中，我們建立了一個setupHelp函數，setupHelp中，onfocus方法被賦予了一個閉包，是以閉包中的item可以通路到外部function中定義的item變量。

因為在循環裡面指派，是以我們實際上建立了3個閉包，但是這3個閉包共享的是同一個外部函數的作用域範圍。

我們的本意是，不同的id觸發不同的help消息。但是如果我們真正執行就會發現，不管是哪一個id，最終的消息都是最後一個。

因為onfocus是在閉包建立完畢之後才會觸發，這個時候item的值實際上是變化的，在循環結束之後，item的值已經指向了最後一個元素，是以全部顯示的是最後一條資料的help消息。

怎麼解決這個問題呢？

最簡單的辦法使用ES6中引入的let描述符，進而将item定義為block的作用域範圍，每次循環都會建立一個新的item，進而保持閉包中的item的值不變。

for (let i = 0; i < helpText.length; i++) {
    let item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
      showHelp(item.help);
    }
  }      

還有一種方法，就是再建立一個閉包：

function makeHelpCallback(help) {
  return function() {
    showHelp(help);
  };
}
  for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
    var item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = makeHelpCallback(item.help);
  }      

這裡用到了之前我們提到的function factory的概念，我們為不同的閉包建立了不同的作用域環境。

還有一種方法就是将item包含在一個新的function作用域範圍之内，進而每次建立都是新的item，這個和let的原理是相似的：

for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
    (function() {
       var item = helpText[i];
       document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
         showHelp(item.help);
       }
    })(); 
  }      

第二個常見的問題就是記憶體洩露。

function parentFunction(paramA)
 {
 var a = paramA;
 function childFunction()
 {
 return a + 2;
 }
 return childFunction();
 }      

上面的例子中，childFunction引用了parentFunction的變量a。隻要childFunction還在被使用，a就無法被釋放，進而導緻parentFunction無法被垃圾回收。

閉包性能的問題

我們定義了一個對象，并且通過閉包來通路其私有屬性：

function MyObject(name, message) {
  this.name = name.toString();
  this.message = message.toString();
  this.getName = function() {
    return this.name;
  };
  this.getMessage = function() {
    return this.message;
  };
}      

上面的對象會有什麼問題呢？

上面對象的問題就在于，對于每一個new出來的對象，getName和getMessage方法都會被複制一份，一方面是内容的備援，另一方面是性能的影響。

通常來說，我們将對象的方法定義在prototype上面：

function MyObject(name, message) {
  this.name = name.toString();
  this.message = message.toString();
}
MyObject.prototype.getName = function() {
  return this.name;
};
MyObject.prototype.getMessage = function() {
  return this.message;
};      

注意，我們不要直接重寫整個prototype，這樣會導緻未知的錯誤，我們隻需要根據需要重寫特定的方法即可。

總結

閉包是JS中非常強大和有用的概念，希望大家能夠喜歡。

本文作者：flydean程式那些事

本文連結：

http://www.flydean.com/js-closure/

本文來源：flydean的部落格

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