JS基础整理(1)—函数和闭包

这段空闲时间,打算整理一些JS非常基础,但是又常常搞不清记不住的知识点。

第一篇,先整理一下JS的函数,特别是闭包的知识。

函数的定义

闭包的本质还是函数,那么先来看看如何定义一个函数:

  1. 函数声明:声明一个变量,把函数对象赋值给它,会提升到脚本、代码块顶部
function f(x){ return x; }
  1. 函数表达式:不会声明变量,不会提升
let f = function(x){ return x; }
  1. 箭头函数:从定义自己的环境继承this的值
let f = (x,y)=>{ return x+y; }

词法作用域

词法作用域(lexical scoping)规则:JavaScript函数执行时,使用的是定义函数时生效的变量作用域,而不是调用函数时生效的变量作用域。

let scope  = "global scope"; // 全局变量

function checkScope(){
  let scope = "local scope": // 局部变量
  function f(){ return scope; } // 返回当前作用域中的值
  return f();
}
checkScope(); //返回什么?

以上代码,

  • 创建了一个全局变量scope,赋值为"global scope";
  • 声明了一个新的变量checkScope,并且定义一个新的函数对象赋值给checkScope
  • 从全局执行上下文中查找变量checkScope,并作为函数执行;
  • 函数调用创建新的执行上下文(checkScope函数执行上下文);
  • checkScope函数执行上下文中:
    • 创建局部变量scope,赋值为"local scope"
    • 声明变量f,并把函数对象赋值给f
    • 调用f函数,
    • checkScope函数执行上下文查找scope,返回scope的值"local scope"
    • f函数返回的东西(即"local scope")作为checkScope函数的返回
  • 最后输出"local scope"

再看看以下例子:

let scope  = "global scope";

function checkScope(){
  let scope = "local scope":
  function f(){ return scope; }
  return f;
}
checkScope()(); //返回什么?

两个例子有什么分别呢?

第一个例子中,checkScope()返回的时f()调用后的值;
第二个例子中,checkScope()返回的是一个嵌套函数f(),而且()转移到了外部,函数外部调用这个嵌套函数。

返回值会不会变成"global scope"?运行一下可以看到结果依然是"local scope"

分析:根据词法作用域规则,定义嵌套函数f()时,变量scope绑定的值是"local scope",该绑定在f()执行时仍然有效,无论它在哪里执行。

嵌套函数f()创建了一个闭包,闭包的一个强大性质:会捕获自身定义所在外部函数的局部变量(及参数)绑定。

严格来说,所有函数都是闭包,但是,由于多数函数调用和函数定义都在同一作用域内,所以闭包的存在无关紧要。对于上面的例子,存在嵌套函数,而且外部函数返回的时函数的时候,闭包的概念就变得重要。

闭包

闭包(closure):一个函数和对其周围状态(lexical environment,词法环境)的引用捆绑在一起(或者说函数被引用包围),这样的组合就是闭包(closure)

闭包有什么用呢?

模拟私有方法

闭包可以捕获一次函数调用的局部变量,可以将这些变量作为私有状态

let f = (function(){
  let counter = 0; // 以下函数的私有状态
  return function() { return counter++; } // 返回一个函数
}())

f(); // 0
f(); // 1

第一行定义并调用一个函数,把函数的返回值赋给f,返回值是一个匿名函数,这个嵌套的函数有权访问其作用域的变量,而且可以使用用定义在外部函数的变量counter,外部函数一旦返回,就没有别的代码可以看到counter了,这时这个嵌套函数拥有对它的专有访问权。

使用闭包,我们就可以模拟Java,创建私有属性。

let counter = (function(){
  let n= 0;
  return {
    count: function() {return n++;},
    reset: function() { n=0;},
    value: function() { return n;}
  }
})();

counter.count();
counter.count();
counter.reset();
counter.count();
counter.value();

以上的例子可以看到,同一个外部函数中定义多个嵌套函数,它们共享作用域。

再来看一下,修改一点代码

let makeCounter = function(){
  let n= 0;
  return {
    count: function() {return n++;},
    reset: function() { n=0;},
    value: function() { return n;}
  }
};

let counter1 = makeCounter();
let counter2 = makeCounter();
counter1.count();
counter1.reset();
counter1.count();

counter1.value();
counter2.value();

两个计数器 Counter1 和 Counter2相互独立,因为每次调用makeCounter()的时候,都会改变变量的值。每个闭包都是引用自己词法作用域内的变量,在一个闭包内对变量的修改,不会影响到另外一个闭包中的变量。

注意:在循环中创建闭包

function f(){
  let funcArray = [];
  for(var i=0; i < 10; i++){
    funcArray[i] = () => i;
  }
  return funcArray;
}

let funcs = f();
funcs[3](); // 结果是3吗?

结果:10

分析:f()中创建是10个闭包,它们共享同一个var声明的变量i,for循环结束时,i的值是10。因为闭包关联的作用域是活的,所以10个闭包都共享了10个这值。

解决:把var改成let,因为通过var声明的变量作用域是整个函数体,ES6后增加的let和const的作用域是块极的,每次循环都会定义一个与其它循环不同的独立作用域。

function f(){
  let funcArray = [];
  for(let i=0; i < 10; i++){
    funcArray[i] = () => i;
  }
  return funcArray;
}

let funcs = f();
funcs[3](); // 3
funcs[7](); // 7

使用闭包时还需要注意一个问题:

  • 箭头函数:会继承包含它们的函数中的this值,使用箭头函数创建的闭包可以访问外部的this值;
  • function:它的this值指向全局对象或者undefined

参考以下三个例子:

// 例子1
let o = {
  a: 1,
  m: function(){
    function f() { return this.a; }
    return f();
  }
}
o.m(); // undefined
// f()中的this => Window {0: global, window: Window, self: Window, document: document, name: "", location: Location, …}

// 例子2
let o = {
  a: 1,
  m: function(){
    f = () => this.a;
    return f();
  }
}
o.m(); // 1
// 箭头函数中的this => {a: 1, m: ƒ}

// 例子3
let o = {
  a: 1,
  m: function(){
    let self = this; // 把this的值保存在变量中,让以下嵌套函数可以访问外部this的值
    function f() { return self.a; }
    return f();
  }
}
o.m(); // 1
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