JavaScript的闭包与变量

闭包

总是搞不清匿名函数和闭包这两个概念，因此经常混用。闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。创建闭包的常见方式，就是在一个函数内部创建另一个函数，以createComparisonFunction()函数为例，注意加粗的代码。

function createComparisonFunction(propertyName) {

    return function(object1, object2){
        var value1 = object1[propertyName];
        var value2 = object2[propertyName];

        if (value1 < value2){
            return -1;
        } else if (value1 > value2){
            return 1;
        } else {
            return 0;
        }
    };
}

在这个例子中，为value1和value2赋值的那两行代码是内部函数（一个匿名函数）中的代码，这两行代码访问了外部函数中的变量propertyName。即使这个内部函数被返回了，而且是在其他地方被调用了，但它仍然可以访问变量propertyName。之所以还能够访问这个变量，是因为内部函数的作用域链中包含createComparisonFunction()的作用域。要彻底搞清楚其中的细节，必须从理解函数被调用的时候都会发生什么入手。

有关如何创建作用域链以及作用域链有什么作用的细节，对彻底理解闭包至关重要。当某个函数被调用时，会创建一个执行环境（execution context）及相应的作用域链。然后，使用arguments和其他命名参数的值来初始化函数的活动对象（activation object）。但在作用域链中，外部函数的活动对象始终处于第二位，外部函数的外部函数的活动对象处于第三位，……直至作为作用域链终点的全局执行环境。

在函数执行过程中，为读取和写入变量的值，就需要在作用域链中查找变量。来看下面的例子。

function compare(value1, value2){
    if (value1 < value2){
        return -1;
    } else if (value1 > value2){
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}

var result = compare(5, 10);

以上代码先定义了compare()函数，然后又在全局作用域中调用了它。当调用compare()时，会创建一个包含this、arguments、value1和value2的活动对象。全局执行环境的变量对象（包含result和compare）在compare()执行环境的作用域链中则处于第二位。下图展示了包含上述关系的compare()函数执行时的作用域链。

后台的每个执行环境都有一个表示变量的对象——变量对象。全局环境的变量对象始终存在，而像compare()函数这样的局部环境的变量对象，则只在函数执行的过程中存在。在创建compare()函数时，会创建一个预先包含全局变量对象的作用域链，这个作用域链被保存在内部的[[Scope]]属性中。当调用compare()函数时，会为函数创建一个执行环境，然后通过复制函数的[[Scope]]属性中的对象构建起执行环境的作用域链。此后，又有一个活动对象（在此作为变量对象使用）被创建并被推入执行环境作用域链的前端。对于这个例子中compare()函数的执行环境而言，其作用域链中包含两个变量对象：本地活动对象和全局变量对象。显然，作用域链本质上是一个指向变量对象的指针列表，它只引用但不实际包含变量对象。

无论什么时候在函数中访问一个变量时，就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量。一般来讲，当函数执行完毕后，局部活动对象就会被销毁，内存中仅保存全局作用域（全局执行环境的变量对象）。但是，闭包的情况又有所不同。

在另一个函数内部定义的函数会将包含函数（即外部函数）的活动对象添加到它的作用域链中。因此，在createComparisonFunction()函数内部定义的匿名函数的作用域链中，实际上将会包含外部函数createComparisonFunction()的活动对象。图7-2展示了当下列代码执行时，包含函数与内部匿名函数的作用域链。

var compare = createComparisonFunction("name");
var result = compare({ name: "Nicholas" }, { name: "Greg" });

在匿名函数从createComparisonFunction()中被返回后，它的作用域链被初始化为包含createComparisonFunction()函数的活动对象和全局变量对象。这样，匿名函数就可以访问在createComparisonFunction()中定义的所有变量。更为重要的是，createComparisonFunction()函数在执行完毕后，其活动对象也不会被销毁，因为匿名函数的作用域链仍然在引用这个活动对象。换句话说，当createComparisonFunction()函数返回后，其执行环境的作用域链会被销毁，但它的活动对象仍然会留在内存中；直到匿名函数被销毁后，createComparisonFunction()的活动对象才会被销毁，例如：

//创建函数
var compareNames = createComparisonFunction("name");

//调用函数
var result = compareNames({ name: "Nicholas" }, { name: "Greg" });

//解除对匿名函数的引用（以便释放内存）
compareNames = null;

首先，创建的比较函数被保存在变量compareNames中。而通过将compareNames设置为等于null解除该函数的引用，就等于通知垃圾回收例程将其清除。随着匿名函数的作用域链被销毁，其他作用域（除了全局作用域）也都可以安全地销毁了。下图展示了调用compareNames()的过程中产生的作用域链之间的关系。

注意：由于闭包会携带包含它的函数的作用域，因此会比其他函数占用更多的内存。过度使用闭包可能会导致内存占用过多，建议读者只在绝对必要时再考虑使用闭包。虽然像 V8 等优化后的 JavaScript 引擎会尝试回收被闭包占用的内存，但请大家还是要慎重使用闭包。

闭包与变量

作用域链的这种配置机制引出了一个值得注意的副作用，即闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值。别忘了闭包所保存的是整个变量对象，而不是某个特殊的变量。下面这个例子可以清晰地说明这个问题。

function createFunctions(){
    var result = new Array();

    for (var i=0; i < 10; i++){
        result[i] = function(){
            return i;
        };
    }

    return result;
}

这个函数会返回一个函数数组。表面上看，似乎每个函数都应该返自己的索引值，即位置0的函数返回0，位置1的函数返回1，以此类推。但实际上，每个函数都返回10。因为每个函数的作用域链中都保存着createFunctions()函数的活动对象，所以它们引用的都是同一个变量i。当createFunctions()函数返回后，变量i的值是10，此时每个函数都引用着保存变量i的同一个变量对象，所以在每个函数内部i的值都是10。但是，我们可以通过创建另一个匿名函数强制让闭包的行为符合预期，如下所示。

function createFunctions(){
    var result = new Array();

    for (var i=0; i < 10; i++){
        result[i] = function(num){
            return function(){
                return num;
            };
        }(i);
    }

    return result;
}

在重写了前面的createFunctions()函数后，每个函数就会返回各自不同的索引值了。在这个版本中，我们没有直接把闭包赋值给数组，而是定义了一个匿名函数，并将立即执行该匿名函数的结果赋给数组。这里的匿名函数有一个参数num，也就是最终的函数要返回的值。在调用每个匿名函数时，我们传入了变量i。由于函数参数是按值传递的，所以就会将变量i的当前值复制给参数num。而在这个匿名函数内部，又创建并返回了一个访问num的闭包。这样一来，result数组中的每个函数都有自己num变量的一个副本，因此就可以返回各自不同的数值了。

JavaScript的闭包与变量

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