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作用域和闭包的通俗理解

时间:2018-03-17  来源:未知  作者:admin666

前言

面试问题:

  • 说一下对变量提升的理解
  • 说明this的几种不同的使用场景
  • 创建10个<a>标签,点击的时候弹出来对应的序号
  • 如何理解作用域
  • 实际开发中闭包的应用

涉及到的知识点:

  • 执行上下文
  • this
  • 作用域
  • 作用域链
  • 闭包

执行上下文

执行上下文主要有两种情况:

  • 全局代码: 一段<script>标签里,有一个全局的执行上下文。所做的事情是:变量定义、函数声明
  • 函数代码:每个函数里有一个上下文。所做的事情是:变量定义、函数声明、this、arguments

PS:注意“函数声明”和“函数表达式”的区别。

全局执行上下文

在执行全局代码前将window确定为全局执行上下文。

(1)对全局数据进行预处理:(并没有赋值)

  • var定义的全局变量==>undefined, 添加为window的属性
  • function声明的全局函数==>赋值(fun), 添加为window的方法
  • this==>赋值(window)

(2)开始执行全局代码

函数执行上下文

在调用函数, 准备执行函数体之前, 创建对应的函数执行上下文对象(虚拟的, 存在于栈中)。

(1)对局部数据进行预处理:

  • 形参变量==>赋值(实参)==>添加为执行上下文的属性
  • arguments==>赋值(实参列表), 添加为执行上下文的属性
  • var定义的局部变量==>undefined, 添加为执行上下文的属性
  • function声明的函数 ==>赋值(fun), 添加为执行上下文的方法
  • this==>赋值(调用函数的对象)

(2)开始执行函数体代码

执行上下文栈

  • 1.在全局代码执行前, JS引擎就会创建一个栈来存储管理所有的执行上下文对象
  • 2.在全局执行上下文(window)确定后, 将其添加到栈中(压栈)
  • 3.在函数执行上下文创建后, 将其添加到栈中(压栈)
  • 4.在当前函数执行完后,将栈顶的对象移除(出栈)
  • 5.当所有的代码执行完后, 栈中只剩下window

this

this指的是,调用函数的那个对象

需要特别提醒的是:this的指向在函数定义时无法确认,只有函数执行时才能确定。

 

this的几种场景:

  • 1、作为构造函数执行

例如:

    functionFoo(name) {
        //this = {};
        this.name = name;
        //return this;
    }

    var foo = new Foo();

  • 2、作为对象的属性执行

    var obj = {
        name: 'A',
        printName: function () {
            console.log(this.name);
        }
    }

    obj.printName();

  • 3、作为普通函数执行

    functionfn() {
        console.log(this); //this === window
    }

    fn();

  • 4、call apply bind

作用域

作用域指一个变量的作用范围。它是静态的(相对于上下文对象), 在编写代码时就确定了。

作用:隔离变量,不同作用域下同名变量不会有冲突。

作用域的分类:

  • 全局作用域
  • 函数作用域
  • 没有块作用域(ES6有了)

if (true) {
    var name = 'smyhvae';
}
console.log(name);

上方代码中,并不会报错,因为:虽然 name 是在块里面定义的,但是 name 是全局变量。

全局作用域

直接编写在script标签中的JS代码,都在全局作用域。

在全局作用域中:

  • 在全局作用域中有一个全局对象window,它代表的是一个浏览器的窗口,它由浏览器创建我们可以直接使用。
  • 创建的变量都会作为window对象的属性保存。
  • 创建的函数都会作为window对象的方法保存。

全局作用域中的变量都是全局变量,在页面的任意的部分都可以访问到。

变量的声明提前:

使用var关键字声明的变量( 比如 var a = 1),会在所有的代码执行之前被声明(但是不会赋值),但是如果声明变量时不是用var关键字(比如直接写a = 1),则变量不会被声明提前。

举例1:

    console.log(a);
    var a = 123;

打印结果:undefined

举例2:

    console.log(a);
    a = 123;  //此时a相当于window.a

程序会报错:

函数的声明提前:

  • 使用函数声明的形式创建的函数function foo(){}会被声明提前

也就是说,它会在所有的代码执行之前就被创建,所以我们可以在函数声明之前,调用函数。

  • 使用函数表达式创建的函数var foo = function(){}不会被声明提前,所以不能在声明前调用。

很好理解,因为此时foo被声明了,且为undefined,并没有给其赋值function(){}

所以说,下面的例子,会报错:

函数作用域

调用函数时创建函数作用域,函数执行完毕以后,函数作用域销毁。

每调用一次函数就会创建一个新的函数作用域,他们之间是互相独立的。

在函数作用域中可以访问到全局作用域的变量,在全局作用域中无法访问到函数作用域的变量。

在函数中要访问全局变量可以使用window对象。(比如说,全局作用域和函数作用域都定义了变量a,如果想访问全局变量,可以使用window.a

提醒1:

在函数作用域也有声明提前的特性:

  • 使用var关键字声明的变量,会在函数中所有的代码执行之前被声明
  • 函数声明也会在函数中所有的代码执行之前执行

因此,在函数中,没有var声明的变量都会成为全局变量,而且并不会提前声明。

举例1:

        var a = 1;

        functionfoo() {
            console.log(a);
            a = 2;    // 此处的a相当于window.a
        }

        foo();
        console.log(a);  //打印结果是2上方代码中,foo()的打印结果是1。如果去掉第一行代码,打印结果是Uncaught ReferenceError: a is not defined

提醒2:定义形参就相当于在函数作用域中声明了变量。

        function fun6(e) {
            console.log(e);
        }

        fun6();  //打印结果为 undefined
        fun6(123);//打印结果为123

作用域与执行上下文的区别

区别1:

  • 全局作用域之外,每个函数都会创建自己的作用域,作用域在函数定义时就已经确定了。而不是在函数调用时
  • 全局执行上下文环境是在全局作用域确定之后, js代码马上执行之前创建
  • 函数执行上下文是在调用函数时, 函数体代码执行之前创建

区别2:

  • 作用域是静态的, 只要函数定义好了就一直存在, 且不会再变化
  • 执行上下文是动态的, 调用函数时创建, 函数调用结束时就会自动释放

联系:

  • 执行上下文(对象)是从属于所在的作用域
  • 全局上下文环境==>全局作用域
  • 函数上下文环境==>对应的函数使用域

作用域链

当在函数作用域操作一个变量时,它会先在自身作用域中寻找,如果有就直接使用(就近原则)。如果没有则向上一级作用域中寻找,直到找到全局作用域;如果全局作用域中依然没有找到,则会报错ReferenceError。

外部函数定义的变量可以被内部函数所使用,反之则不行。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
    <script>//只要是函数就可以创造作用域//函数中又可以再创建函数//函数内部的作用域可以访问函数外部的作用域//如果有多个函数嵌套,那么就会构成一个链式访问结构,这就是作用域链//f1--->全局functionf1(){//f2--->f1--->全局functionf2(){//f3---->f2--->f1--->全局functionf3(){}//f4--->f2--->f1---->全局functionf4(){}}//f5--->f1---->全局functionf5(){}}</script>
</head>
<body>

</body>
</html>

理解:

  • 多个上下级关系的作用域形成的链, 它的方向是从下向上的(从内到外)
  • 查找变量时就是沿着作用域链来查找的

查找一个变量的查找规则:

    var a = 1

    functionfn1() {
      var b = 2

      functionfn2() {
        var c = 3
        console.log(c)
        console.log(b)
        console.log(a)
        console.log(d)
      }
      fn2()
    }
    fn1()

  • 在当前作用域下的执行上下文中查找对应的属性, 如果有直接返回, 否则进入2
  • 在上一级作用域的执行上下文中查找对应的属性, 如果有直接返回, 否则进入3
  • 再次执行2的相同操作, 直到全局作用域, 如果还找不到就抛出找不到的异常

闭包

闭包就是能够读取其他函数内部数据(变量/函数)的函数。

只有函数内部的子函数才能读取局部变量,因此可以把闭包简单理解成"定义在一个函数内部的函数"。

上面这两句话,是阮一峰的文章里的,你不一定能理解,来看下面的讲解和举例。

如何产生闭包

当一个嵌套的内部(子)函数引用了嵌套的外部(父)函数的变量或函数时, 就产生了闭包。

闭包到底是什么?

使用chrome调试查看

  • 理解一: 闭包是嵌套的内部函数(绝大部分人)
  • 理解二: 包含被引用变量 or 函数的对象(极少数人)

注意: 闭包存在于嵌套的内部函数中。

产生闭包的条件

  • 1.函数嵌套
  • 2.内部函数引用了外部函数的数据(变量/函数)。

来看看条件2:

    functionfn1() {
        functionfn2() {

        }

        return fn2;
    }

    fn1();

上面的代码不会产生闭包,因为内部函数fn2并没有引用外部函数fn1的变量。

PS:还有一个条件是外部函数被调用,内部函数被声明。比如:

    functionfn1() {
        var a = 2
        var b = 'abc'

        functionfn2() { //fn2内部函数被提前声明,就会产生闭包(不用调用内部函数)
            console.log(a)
        }

    }

    fn1();

    functionfn3() {
        var a = 3
        var fun4 = function () {  //fun4采用的是“函数表达式”创建的函数,此时内部函数的声明并没有提前
            console.log(a)
        }
    }

    fn3();

常见的闭包

    1. 将一个函数作为另一个函数的返回值
    1. 将函数作为实参传递给另一个函数调用。

闭包1:将一个函数作为另一个函数的返回值

    functionfn1() {
      var a = 2

      functionfn2() {
        a++
        console.log(a)
      }
      return fn2
    }

    var f = fn1();  //执行外部函数fn1,返回的是内部函数fn2
    f() // 3      //执行fn2
    f() // 4      //再次执行fn2

当f()第二次执行的时候,a加1了,也就说明了:闭包里的数据没有消失,而是保存在了内存中。如果没有闭包,代码执行完倒数第三行后,变量a就消失了。

上面的代码中,虽然调用了内部函数两次,但是,闭包对象只创建了一个。

也就是说,要看闭包对象创建了一个,就看:外部函数执行了几次(与内部函数执行几次无关)。

闭包2. 将函数作为实参传递给另一个函数调用

    functionshowDelay(msg, time) {
      setTimeout(function() {  //这个function是闭包,因为是嵌套的子函数,而且引用了外部函数的变量msg
        alert(msg)
      }, time)
    }
    showDelay('atguigu', 2000)

上面的代码中,闭包是里面的funciton,因为它是嵌套的子函数,而且引用了外部函数的变量msg。

闭包的作用

  • 作用1. 使用函数内部的变量在函数执行完后, 仍然存活在内存中(延长了局部变量的生命周期)
  • 作用2. 让函数外部可以操作(读写)到函数内部的数据(变量/函数)

我们让然拿这段代码来分析:

    functionfn1() {
      var a = 2

      functionfn2() {
        a++
        console.log(a)
      }
      return fn2
    }

    var f = fn1();  //执行外部函数fn1,返回的是内部函数fn2
    f() // 3      //执行fn2
    f() // 4      //再次执行fn2

作用1分析

上方代码中,外部函数fn1执行完毕后,变量a并没有立即消失,而是保存在内存当中。

作用2分析:

函数fn1中的变量a,是在fn1这个函数作用域内,因此外部无法访问。但是通过闭包,外部就可以操作到变量a。

达到的效果是:外界看不到变量a,但可以操作a

比如上面达到的效果是:我看不到变量a,但是每次执行函数后,让a加1。当然,如果我真想看到a,我可以在fn2中将a返回即可。

回答几个问题:

  • 问题1. 函数执行完后, 函数内部声明的局部变量是否还存在?

答案:一般是不存在, 存在于闭中的变量才可能存在。

闭包能够一直存在的根本原因是f,因为f接收了fn1(),这个是闭包,闭包里有a。注意,此时,fn2并不存在了,但是里面的对象(即闭包)依然存在,因为用f接收了。

  • 问题2. 在函数外部能直接访问函数内部的局部变量吗?

不能,但我们可以通过闭包让外部操作它。

闭包的生命周期

  • 产生: 嵌套内部函数fn2被声明时就产生了(不是在调用)
  • 死亡: 嵌套的内部函数成为垃圾对象时。(比如f = null,就可以让f成为垃圾对象。意思是,此时f不再引用闭包这个对象了)

闭包的应用:定义具有特定功能的js模块

  • 将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的),只向外暴露一个包含n个方法的对象或函数。
  • 模块的使用者, 只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能。

方式一

(1)myModule.js:(定义一个模块,向外暴露多个函数,供外界调用)

functionmyModule() {
    //私有数据
    var msg = 'Smyhvae Haha'

    //操作私有数据的函数
    functiondoSomething() {
        console.log('doSomething() ' + msg.toUpperCase()); //字符串大写
    }

    functiondoOtherthing() {
        console.log('doOtherthing() ' + msg.toLowerCase()) //字符串小写
    }

    //通过【对象字面量】的形式进行包裹,向外暴露多个函数
    return {
        doSomething1: doSomething,
        doOtherthing2: doOtherthing
    }
}

上方代码中,外界可以通过doSomething1和doOtherthing2来操作里面的数据,但不让外界看到。

(2)index.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>05_闭包的应用_自定义JS模块</title>
</head>
<body>
<!--闭包的应用 : 定义JS模块  * 具有特定功能的js文件  * 将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的)  * 【重要】只向外暴露一个包含n个方法的对象或函数  * 模块的使用者, 只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能-->
<script type="text/javascript" src="myModule.js"></script>
<script type="text/javascript">var module =myModule();module.doSomething1();module.doOtherthing2();</script>
</body>
</html>

方式二

同样是实现方式一种的功能,这里我们采取另外一种方式。

(1)myModule2.js:(是一个立即执行的匿名函数)

(function () {
    //私有数据
    var msg = 'Smyhvae Haha'

    //操作私有数据的函数
    functiondoSomething() {
        console.log('doSomething() ' + msg.toUpperCase())
    }

    functiondoOtherthing() {
        console.log('doOtherthing() ' + msg.toLowerCase())
    }

    //外部函数是即使运行的匿名函数,我们可以把两个方法直接传给window对象
    window.myModule = {
        doSomething1: doSomething,
        doOtherthing2: doOtherthing
    }
})()

(2)index.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>05_闭包的应用_自定义JS模块2</title>
</head>
<body>
<!--闭包的应用2 : 定义JS模块  * 具有特定功能的js文件  * 将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的)  * 只向外暴露一个包信n个方法的对象或函数  * 模块的使用者, 只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能-->

<!--引入myModule文件-->
<script type="text/javascript" src="myModule2.js"></script>
<script type="text/javascript">myModule.doSomething1()
    myModule.doOtherthing2()
</script>
</body>
</html>

上方两个文件中,我们在myModule2.js里直接把两个方法直接传递给window对象了。于是,在index.html中引入这个js文件后,会立即执行里面的匿名函数。在index.html中把myModule直接拿来用即可。

总结:

当然,方式一和方式二对比后,我们更建议采用方式二,因为很方便。

但无论如何,两种方式都采用了闭包。

闭包的缺点及解决

缺点:函数执行完后, 函数内的局部变量没有释放,占用内存时间会变长,容易造成内存泄露。

解决:能不用闭包就不用,及时释放。比如:

    f = null;  // 让内部函数成为垃圾对象 -->回收闭包

总而言之,你需要它,就是优点;你不需要它,就成了缺点。

内存泄漏内存溢出

内存泄漏

内存泄漏:占用的内存没有及时释放。内存泄露积累多了就容易导致内存溢出。

常见的内存泄露:

  • 1.意外的全局变量
  • 2.没有及时清理的计时器或回调函数
  • 3.闭包

情况1举例:

    // 意外的全局变量
    functionfn() {
        a = new Array(10000000);
        console.log(a);
    }

    fn();

情况2举例:

    // 没有及时清理的计时器或回调函数
    var intervalId = setInterval(function () { //启动循环定时器后不清理
        console.log('----')
    }, 1000)

    // clearInterval(intervalId);  //清理定时器

情况3举例:

<script type="text/javascript">functionfn1() {var arr =new Array[100000];//这个数组占用了很大的内存空间functionfn2() {console.log(arr.length)
    }return fn2
  }var f =fn1()
  f()

  f =null//让内部函数成为垃圾对象-->回收闭包</script>

内存溢出(一种程序运行出现的错误)

内存溢出:当程序运行需要的内存超过了剩余的内存时,就出抛出内存溢出的错误。

  //内存溢出
  var obj = {}
  for (var i = 0; i < 10000; i++) {
    obj[i] = new Array(10000000);  //把所有的数组内容都放到obj里保存,导致obj占用了很大的内存空间
    console.log('-----')
  }

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