JavaScript系列----作用域链和闭包

1.作用域链

 1.1.什么是作用域

谈起作用域链,我们就不得不从作用域开始谈起。因为所谓的作用域链就是由多个作用域组成的。那么, 什么是作用域呢?

 1.1.1作用域是一个函数在执行时期的执行环境。

每一个函数在执行的时候都有着其特有的执行环境,ECMAScript标准规定,在javascript中只有函数才拥有作用域。换句话,也就是说,JS中不存在块级作用域。比如下面这样:

function getA() {
  if (false) {
    var a = 1;
  }
  console.log(a);  //undefined
}
getA();
function getB() {
  console.log(b);
}
getB();    // ReferenceError: b is not defined

  上面的两段代码,区别在于 :getA()函数中,有变量a的声明,而getB()函数中没有变量b的声明。

  另外还有一点,关于作用域中的声明提前。

1.1.2.作用域中声明提前

在上面的getA()函数中,或许你还存在着疑惑,为什么a="undefined"呢,具体原因就是因为作用域中的声明提前:所以getA()函数和下面的写法是等价的:

function getA(){
   var a;
  if(false){
    a=1
    };
  console.log(a);
}

既然提到变量的声明提前,那么只需要搞清楚三个问题即可:

  1.什么是变量

      2.什么是变量声明

      3.声明提前到什么时候。

什么是变量?

  变量包括两种,普通变量和函数变量。 

  • 普通变量:凡是用var标识的都是普通变量。比如下面 :
    var x=1;               
    var object={};
    var  getA=function(){};  //以上三种均是普通变量,但是这三个等式都具有赋值操作。所以,要分清楚声明和赋值。声明是指 var x; 赋值是指 x=1; 

     

  • 函数变量:函数变量特指的是下面的这种,fun就是一个函数变量。
    function fun(){} ;// 这是指函数变量. 函数变量一般也说成函数声明。

     
    类似下面这样,不是函数声明,而是函数表达式

    var getA=function(){}      //这是函数表达式
    var getA=function fun(){}; //这也是函数表达式,不存在函数声明。关于函数声明和函数表达式的区别,详情见javascript系列---函数篇第二部分

 

什么是变量声明?

     变量有普通变量和函数变量,所以变量的声明就有普通变量声明和函数变量声明。

  •  普通变量声明
    var x=1; //声明+赋值
    var object={};   //声明+赋值

     上面的两个变量执行的时候总是这样的

    var x = undefined;      //声明
    var object = undefined; //声明
    x = 1;                  //赋值
    object = {};            //赋值

    关于声明和赋值,请注意,声明是在函数第一行代码执行之前就已经完成,而赋值是在函数执行时期才开始赋值。所以,声明总是存在于赋值之前。而且,普通变量的声明时期总是等于undefined.

  • 函数变量声明
    函数变量声明指的是下面这样的:
    function getA(){}; //函数声明

声明提前到什么时候?

        所有变量的声明,在函数内部第一行代码开始执行的时候就已经完成。-----声明的顺序见1.2作用域的组成

1.2.作用域的组成

函数的作用域,也就是函数的执行环境,所以函数作用域内肯定保存着函数内部声明的所有的变量。

一个函数在执行时所用到的变量无外乎来源于下面三种:

1.函数的参数----来源于函数内部的作用域

2.在函数内部声明的变量(普通变量和函数变量)----也来源于函数内部作用域

3.来源于函数的外部作用域的变量,放在1.3中讲。

比如下面这样:

var x = 1;
function add(num) () {
  var y = 1; 
  return x + num + y;   //x来源于外部作用域,num来源于参数(参数也属于内部作用域),y来源于内部作用域。
}

        那么一个函数的作用域到底是什么呢?

   在一个函数被调用的时候,函数的作用域才会存在。此时,在函数还没有开始执行的时候,开始创建函数的作用域:

  函数作用域的创建步骤:

          1. 函数形参的声明。

          2.函数变量的声明

          3.普通变量的声明。  

          4.函数内部的this指针赋值

             ......函数内部代码开始执行!  

         所以,在这里也解释了,为什么说函数被调用时,声明提前,在创建函数作用域的时候就会先声明各种变量。

   关于变量的声明,这里有几点需要强调

   1.函数形参在声明的时候已经指定其形参的值。  

function add(num) {
  var num;
  console.log(num);   //1
}
add(1);

 

  2.在第二步函数变量的生命中,函数变量会覆盖以前声明过的同名声明。

function add(num1, fun2) {
  function fun2() {
    var x = 2;
  }
  console.log(typeof num1); //function  
  console.log(fun2.toString()) //functon fun2(){ var x=2;}
}
add(function () {
}, function () {
  var x = 1
}); 

 

3.  在第三步中,普通变量的声明,不会覆盖以前的同名参数

function add(fun,num) {
  var fun,num;
  console.log(typeof fun) //function
  console.log(num);      //1
}
add(function(){},1);

 

   在所有的声明结束后,函数才开始执行代码!!! 

 

 1.3.作用域链的组成

 

   在JS中,函数的可以允许嵌套的。即,在一个函数的内部声明另一个函数

    类似这样: 

function A(){
  var  a=1;
   function B(){  //在A函数内部,声明了函数B,这就是所谓的函数嵌套。
         var b=2;   
   }
}

 

   对于A来说,A函数在执行的时候,会创建其A函数的作用域, 那么函数B在创建的时候,会引用A的作用域,类似下面这样

  

函数B在执行的时候,其作用域类似于下面这样:

    从上面的两幅图中可以看出,函数B在执行的时候,是会引用函数A的作用域的。所以,像这种函数作用域的嵌套就组成了所谓的函数作用域链。当在自身作用域内找不到该变量的时候,会沿着作用域链逐步向上查找,若在全局作用域内部仍找不到该变量,则会抛出异常。

2.什么是闭包 

闭包的概念:有权访问另一个作用域的函数。

 这句话就告诉我们,第一,闭包是一个函数。第二,闭包是一个能够访问另一个函数作用域。

那么,类似下面这样,

function A(){

  var a=1;
  
  function B(){  //闭包函数,函数b能够访问函数a的作用域。所以,像类似这么样的函数,我们就称为闭包
  
  }
}

 

所以,创建闭包的方式就是在一个函数的内部,创建另外一个函数。那么,当外部函数被调用的时候,内部函数也就随着创建,这样就形成了闭包。比如下面。

var fun = undefined;
function a() {
  var a = 1;
  fun = function () {
  }
}

 3.闭包所引起的问题

其实,理解什么是闭包并不难,难的是闭包很容易引起各种各样的问题。

3.1.变量污染

看下面的这道例题:

var funB,
funC;
(function() {
  var a = 1;
  funB = function () {
    a = a + 1;
    console.log(a);
  }
  funC = function () {
    a = a + 1;
    console.log(a);
  }
}());
funB();  //2
funC();  //3.

 

对于 funB和funC两个闭包函数,无论是哪个函数在运行的时候,都会改变匿名函数中变量a的值,这种情况就会污染了a变量。

两个函数的在运行的时候作用域如下图:


这这幅图中,变量a可以被函数funB和funC改变,就相当于外部作用域链上的变量对内部作用域来说都是静态的变量,这样,就很容易造成变量的污染。还有一道最经典的关于闭包的例题:

var array = [
];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  var fun = function () {
    console.log(i);
  }
  array.push(fun);
}
var index = array.length;
while (index > 0) {
  array[--index]();
} //输出结果 全是10;

想这种类似问题产生的根源就在于,没有注意到外部作用域链上的所有变量均是静态的。

所以,为了解决这种变量的污染问题---而引入的闭包的另外一种使用方式。

 那种它是如何解决这种变量污染的呢?  思想就是: 既然外部作用域链上的变量时静态的,那么将外部作用域链上的变量拷贝到内部作用域不就可以啦!! 具体怎么拷贝,当然是通过函数传参的形式啊。

以第一道例题为例:

var funB,funC;
(function () {
  var a = 1;
  (function () {
    funB = function () {
      a = a + 1;
      console.log(a);
    }
  }(a));
  (function (a) {
    funC = function () {
      a = a + 1;
      console.log(a);
    }
  }(a));
}());
funB()||funC();  //输出结果全是2 另外也没有改变作用域链上a的值。

  在函数执行时,内存的结构如图所示:

由图中内存结构示意图可见,为了解决闭包的这种变量污染的问题,而加了一层函数嵌套(通过匿名函数自执行),这种方式延长了闭包函数的作用域链。

 

3.2.内存泄露

内存泄露其实严格来说,就是内存溢出了,所谓的内存溢出,当时就是内存空间不够用了啊。

那么,闭包为什么会引起内存泄露呢?

var fun = undefined;
function A() {
  var a = 1;
  fun = function () {
  }
}

 

看上面的例题,只要函数fun存在,那么函数A中的变量a就会一直存在。也就是说,函数A的作用域一直得不到释放,函数A的作用域链也不能得到释放。如果,作用域链上没有很多的变量,这种牺牲还可有可无,但是如果牵扯到DOM操作呢?

var element = document.getElementById('myButton');
(function () {
  var myDiv = document.getElementById('myDiv')
  element.onclick = function () {
    //处理程序
  }
}())

 

像这样,变量myDiv如果是一个占用内存很大的DOM....如果持续这么下去,内存空间岂不是一直得不到释放。久而久之,变引起了内存泄露(也是就内存空间不足)。

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

posted @ 2015-04-07 22:53 我爱搬砖 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏