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JavaScript 闭包深入解析及实现方法

2017/11/23

JavaScript 闭包深入解析及实现方法

一、什么是闭包和闭包的几种写法和用法

1、什么是闭包

闭包，官方对闭包的解释是：一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式（通常是一个函数），因而这些变量也是该表达式的一部分。闭包的特点：

  1. 作为一个函数变量的一个引用，当函数返回时，其处于激活状态。
  2. 一个闭包就是当一个函数返回时，一个没有释放资源的栈区。

简单的说，Javascript 允许使用内部函数—即函数定义和函数表达式位于另一个函数的函数体内。而且，这些内部函数可以访问它们所在的外部函数中声明的所有局部变量、参数和声明的其他内部函数。当其中一个这样的内部函数在包含它们的外部函数之外被调用时，就会形成闭包。

2、闭包的几种写法和用法

首先要明白，在 JS 中一切都是对象，函数是对象的一种。下面先来看一下闭包的 5 种写法，简单理解一下什么是闭包。后面会具体解释。

//第 1 种写法  
function Circle(r) {  
  this.r = r;  
}  
Circle.PI = 3.14159;  
Circle.prototype.area = function() {  
  return Circle.PI * this.r * this.r;  
}  

var c = new Circle(1.0);     
alert(c.area());

这种写法没什么特别的，只是给函数添加一些属性。

//第 2 种写法  
var Circle = function() {  
  var obj = new Object();  
  obj.PI = 3.14159;  
  obj.area = function( r ) {  
    return this.PI * r * r;  
  }  
  return obj;  
}  

var c = new Circle();  
alert( c.area( 1.0 ) );

这种写法是声明一个变量，将一个函数当作值赋给变量。

//第 3 种写法  
var Circle = new Object();  
Circle.PI = 3.14159;  
Circle.Area = function( r ) {  
  return this.PI * r * r;  
}  

alert( Circle.Area( 1.0 ) );

这种方法最好理解，就是new 一个对象，然后给对象添加属性和方法。

//第 4 种写法  
var Circle={  
  "PI":3.14159,  
  "area":function(r){  
    return this.PI * r * r;  
  }
};  
alert( Circle.area(1.0) );

这种方法使用较多，也最为方便。var obj = {}就是声明一个空的对象。

//第 5 种写法  
var Circle = new Function("this.PI = 3.14159;this.area = function( r ) {return r*r*this.PI;}");  

alert( (new Circle()).area(1.0) );

说实话，这种写法我是没用过，大家可以参考一下。

总的来说，上面几种方法，第 2 种和第 4 种较为常见，大家可以根据习惯选择。

上面代码中出现了 JS 中常用的 Prototype，那么 Prototype 有什么用呢？下面我们来看一下：

var dom = function(){};

dom.Show = function(){
  alert("Show Message");
};

dom.prototype.Display = function(){
  alert("Property Message");
};

dom.Display(); //error
dom.Show();  
var d = new dom();
d.Display();
d.Show(); //error

我们首先声明一个变量，将一个函数赋给他，因为在 Javascript 中每个函数都有一个 Portotype 属性，而对象没有。添加两个方法，分别直接添加和添加在 Prototype 上面，来看下调用情况。分析结果如下：

  1. 不使用 prototype 属性定义的对象方法，是静态方法，只能直接用类名进行调用！另外，此静态方法中无法使用 this 变量来调用对象其他的属性！
  2. 使用 prototype 属性定义的对象方法，是非静态方法，只有在实例化后才能使用！其方法内部可以 this 来引用对象自身中的其他属性！

下面我们再来看一段代码：

var dom = function(){
  var Name = "Default";
  this.Sex = "Boy";
  this.success = function(){
    alert("Success");
  };
};

alert(dom.Name);
alert(dom.Sex);

大家先看看，会显示什么呢？ 答案是两个都显示 Undefined, 为什么呢？这是由于在 Javascript 中每个 function 都会形成一个作用域，而这些变量声明在函数中，所以就处于这个函数的作用域中，外部是无法访问的。要想访问变量，就必须 new 一个实例出来。

var html = {
  Name:'Object',
  Success:function(){
    this.Say = function(){
      alert("Hello,world");
    };
    alert("Obj Success");
  }
};

再来看看这种写法，其实这是 Javascript 的一个”语法糖”，这种写法相当于：

var html = new Object();
html.Name = 'Object';
html.Success = function(){ 
  this.Say = function(){
    alert("Hello,world");
  };
  alert("Obj Success");
}

变量 html 是一个对象，不是函数，所以没有 Prototype 属性，其方法也都是公有方法，html 不能被实例化。否则会出现如下错误：

但是他可以作为值赋给其它变量，如 var o = html; 我们可以这样使用它：

  alert(html.Name);
  html.Success();

说到这里，完了吗？细心的人会问，怎么访问 Success 方法中的 Say 方法呢？是 html.Success.Say() 吗？

当然不是，上面刚说过由于作用域的限制，是访问不到的。所以要用下面的方法访问：

var s = new html.Success();
s.Say();

//还可以写到外面
html.Success.prototype.Show = function(){
    alert("HaHa");
};
var s = new html.Success();
s.Show();

关于Javascript作用域的问题，不是一两句能说清楚的，有兴趣的大家可以网上找些资料看看。

二、Javascript闭包的用途

事实上，通过使用闭包，我们可以做很多事情。比如模拟面向对象的代码风格；更优雅，更简洁的表达出代码；在某些方面提升代码的执行效率。

1、匿名自执行函数

我们知道所有的变量，如果不加上var关键字，则默认的会添加到全局对象的属性上去，这样的临时变量加入全局对象有很多坏处，比如：别的函数可能误用这些变量；造成全局对象过于庞大，影响访问速度(因为变量的取值是需要从原型链上遍历的)。

除了每次使用变量都是用var关键字外，我们在实际情况下经常遇到这样一种情况，即有的函数只需要执行一次，其内部变量无需维护

比如UI的初始化，那么我们可以使用闭包：

var data= {
  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);
    }
  }
})(data);

我们创建了一个匿名的函数，并立即执行它，由于外部无法引用它内部的变量，因此在函数执行完后会立刻释放资源，关键是不污染全局对象。

2、结果缓存

我们开发中会碰到很多情况，设想我们有一个处理过程很耗时的函数对象，每次调用都会花费很长时间，

那么我们就需要将计算出来的值存储起来，当调用这个函数的时候，首先在缓存中查找，如果找不到，则进行计算，然后更新缓存并返回值，如果找到了，直接返回查找到的值即可。闭包正是可以做到这一点，因为它不会释放外部的引用，从而函数内部的值可以得以保留。

var CachedSearchBox = (function(){
  var cache = {}, count = [];
  return {
    attachSearchBox: function(dsid){
      if(dsid in cache){//如果结果在缓存中
        return cache[dsid];//直接返回缓存中的对象
      }
      var fsb = new uikit.webctrl.SearchBox(dsid);//新建
      cache[dsid] = fsb;//更新缓存
      if(count.length > 100){//保正缓存的大小<=100
        delete cache[count.shift()];
      }
      return fsb;
    },
    clearSearchBox : function(dsid){
      if(dsid in cache){
        cache[dsid].clearSelection();
      }
    }
  };
})();

CachedSearchBox.attachSearchBox("input");

这样我们在第二次调用的时候，就会从缓存中读取到该对象。

3、封装

var person = function(){    
  //变量作用域为函数内部，外部无法访问    
  var name = "default";       

  return {    
    getName : function(){    
      return name;    
    },    
    setName : function(newName){    
      name = newName;    
    }    
  }    
}();    

print(person.name);//直接访问，结果为undefined    
print(person.getName());    
person.setName("abruzzi");    
print(person.getName());

得到结果如下：

undefined  
default  
abruzzi

4、实现类和继承

function Person(){    
  var name = "default";       
  return {    
    getName : function(){    
      return name;    
    },    
    setName : function(newName){    
      name = newName;    
    }    
  }    
};   

var p = new Person();
p.setName("Tom");
alert(p.getName());
var Jack = function(){};
//继承自Person
Jack.prototype = new Person();
//添加私有方法
Jack.prototype.Say = function(){
    alert("Hello,my name is Jack");
};
var j = new Jack();
j.setName("Jack");
j.Say();
alert(j.getName());

我们定义了 Person，它就像一个类，我们 new 一个 Person 对象，访问它的方法。

下面我们定义了 Jack，继承 Person，并添加自己的方法。

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