javascript必知必会之closure

原创|其它|编辑：郝浩|2009-09-21 10:10:00.000|阅读 382 次

概述：本系列博文主要谈一些在 javascript 使用中经常会混淆的高级应用,包括: prototype, closure, scope, this关键字. 对于一个需要提高自己javascript水平的程序员,这些都是必须要掌握的.

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摘要

本系列博文主要谈一些在 javascript 使用中经常会混淆的高级应用,包括: prototype, closure, scope, this关键字. 对于一个需要提高自己javascript水平的程序员,这些都是必须要掌握的.

本节主要介绍closure.

Contents

摘要
什么是closure
执行空间(执行上下文, Execution Context)
closure的一些用法
关于closure的效率
应用建议
结论
参考资料
本文的rst源码

什么是closure

一种定义是:

A "closure" is an expression (typically a function) that can have free variables together with an environment that binds those variables (that "closes" the expression).

我的理解是: closure 是一个表达式(通常是一个函数), 这个表达式与一个环境共享着一些自由变量, 而这个环境则绑定着那些自由变量(或者说结束这个表达式, 这也是所谓closure 的名字由来). 所谓的环境就是一个更大的block, 所有的自由变量在这个 block 中声明(有意义). 而绑定也就是指这些自由变量的作用域就是这个环境.

举个简单的例子.

var flag = false;   //调试开关
// env 既是所谓的环境
// 而inner就是所谓的表达式, name即是所谓的自由变量
function env()  //整个env可以看作是一个closure
{
var name = "zhutao";
function inner()
{
return name + " is a student.";
}
return inner;   //返回的是一个内部函数
}//closure结束
flag = true;
if (flag)
{
// 此处是最神奇的地方, 代码执行在此处, inner函数其实已经出了env的body,
// 而仍然能够被引用, 这就是所谓形成了一个 closure
var inner_func_ref = env(); // 这时候inner_func_ref引用的就是inner()函数对象
alert(inner_func_ref());   // zhutao is a student.
}

而在上面的例子中, 函数env就是所谓的定义中的环境, 函数inner就是定义中所谓的 表达式, 而name即是所谓的 自由变量, 绑定在env这个环境中. env的结束也即closure的结束.

而在javascript中,如果内部函数出了自己的所在的外部函数的body仍然能够引用,则会形成所谓的closure.

在具体了解closure之前,我们需要了解一些其它的知识.

执行空间(执行上下文, Execution Context)

在 javascript 中,每行可执行的代码都具有一定的 执行空间, 如全局的执行空间, 函数的执行空间, 递归后的函数执行空间等. 而一个完整的 javascript 执行过程,可以看作是有一个执行空间栈 ,不断地进行 执行空间 的变化(出栈,进栈).

这个是很重要的概念,这个概念的理解与本系列的将要完成的另一篇文章 this关键字 的理解也是密切相关的.

详细解释请参考即将完成的 this关键字 的博文.

执行空间可以理解为具有属性的对象集, 但是通常这些属性都不是可随意访问的, 而这些对象集为代码的执行提供了一定的上下文(空间).

当执行到一个函数时, 会建立此函数的执行空间(所谓进栈), 执行结束了, 从此执行空间退出返回到原来的执行空间(所谓的出栈),而js解释器在运行过程中一起维护着这样一个 执行空间栈 来为不同的代码提供不同的执行空间.

那么执行空间与closure有什么关系?

简单地说,一定的执行空间对应着一定的closure, 只有位于同一个closure的方法才能访问同一closure的变量.

举个简单的例子:

// 关于context的例子
flag = true;
var tmpobj = {
name : "zhutao",
func : function(){
return "call by func " + this.name;
}
};
if (flag)
{
// 代码执行在此处时context还是global
alert(tmpobj.name);
alert(tmpobj.func());   //进入func的context
// 回到global的context
}

closure的一些用法

当内部函数和自由变量位于同一closure时,可以随意访问,而声明顺序并不重要.

几个常用的例子:

//一些应用
flag = true;
function OuterFun()
{
var num = 100;
var printNum = function(){alert(num);}  //此处引用的num是引用,而不是值,所以后面改变num,此处的num同样生效
num ++;
return printNum;
}
var myfunc = OuterFun();
myfunc();   //输出的是101,而不是100
//另一个例子,下面的例子,可以看到匿名函数(内部函数)先于外部函数变量的声明,但是仍然能够访问外部函数的变量
// 也就是说内部函数与外部函数的变量位于同一个closure, 所以可以访问
function SameClosure()
{
var iCanAccess = function(){alert(name);};
var name = "zhutao";
return iCanAccess;
}
var testSameClosure = SameClosure();
testSameClosure();// zhutao
// 另一个应用,关于module pattern, 这样可以实际所谓的 private, public等方法和变量
var module = (function Module(){
var privateVar = "zhutao is private";   // private
return {
publicGetPrivateVar : function(){
return privateVar;
},  // public method, 可以取所谓的private变量
publicVar : "I'm a public variable" // public variable
};
})();
if (flag)
{
alert(module.publicGetPrivateVar());    // zhutao is private
alert(module.publicVar);                // I'm a public variable
alert(module.privateVar);               // undefined
}

关于closure的效率

因为在closure的实际应用可能会多次去生成一个内部函数(匿名),所以存在可能的效率问题.(对象的建立,内存管理释放等).

所以,应该尽量减少内部函数的生成, 而使用函数的引用.

例如:

// 关于效率的例子
flag = false;
// 这样,每次调用Outer时会产生匿名函数的开销
function Outer(obj)
{
obj.fun = function(){
alert("I am " + this.name);
};
}
if (flag)
{
var obj = { name : "zhutao"};
Outer(obj);
obj.fun();
}
// 更好的处理方式
function Outer_better(obj)
{
obj.fun = showme;   // 这样调用的只是函数的引用
}
function showme()
{
alert("I am " + this.name);
}
if (flag)
{
var obj2 = { name : "zhutao"};
Outer_better(obj2);
obj2.fun();
}

应用建议

Don't use closures unless you
really need closure semantics.
In most cases, nonnested
functions are the right way to go.
Eric Lippert, Microsoft

上面的论述是基于效率的考虑, 而 IE 4-6 在使用closure时可能会存在内存泄露的问题,参考 JavaScript Closures 中的相关部分.

而在某些场合,你可能必须要使用closure, 如 循环问题.

代码:

flag = true;
// 向body中生成一些链接,然后绑定事件
function addLink(num)
{
for(var i=0; i<num; i++)
{
var link = document.createElement('a');
link.innerHTML = "Link " + i;
link.onclick = function(){
alert(i);
};
document.body.appendChild(link);
}
}   //可惜的是,当你点击每个链接时,输出的都是 Link 4
// 使用closure 可以解决这个问题
function addLink2(num)
{
for(var i=0; i<num; i++)
{
var link = document.createElement('a');
link.innerHTML = "Link" + i;
link.onclick = function(j){ //使用closure
return function(){
alert(j);
};//返回一个函数
}(i);//调用这个函数
document.body.appendChild(link);
}
}
window.onload = addLink(4);
window.onload = addLink2(4);