作用域和閉包的通俗理解


執行上下文

執行上下文主要有兩種情況:

  • 全局代碼: 一段<script>標簽里,有一個全局的執行上下文。所做的事情是:變量定義、函數聲明

  • 函數代碼:每個函數里有一個上下文。所做的事情是:變量定義、函數聲明、this、arguments

PS:注意“函數聲明”和“函數表達式”的區別。

全局執行上下文

在執行全局代碼前將window確定為全局執行上下文。

(1)對全局數據進行預處理:(並沒有賦值)

  • var定義的全局變量==>undefined, 添加為window的屬性

  • function聲明的全局函數==>賦值(fun), 添加為window的方法

  • this==>賦值(window)

(2)開始執行全局代碼

函數執行上下文

在調用函數, 准備執行函數體之前, 創建對應的函數執行上下文對象(虛擬的, 存在於棧中)。

(1)對局部數據進行預處理:

  • 形參變量>賦值(實參)>添加為執行上下文的屬性

  • arguments==>賦值(實參列表), 添加為執行上下文的屬性

  • var定義的局部變量==>undefined, 添加為執行上下文的屬性

  • function聲明的函數 ==>賦值(fun), 添加為執行上下文的方法

  • this==>賦值(調用函數的對象)

(2)開始執行函數體代碼

執行上下文棧

  • 1.在全局代碼執行前, JS引擎就會創建一個棧來存儲管理所有的執行上下文對象

  • 2.在全局執行上下文(window)確定后, 將其添加到棧中(壓棧)

  • 3.在函數執行上下文創建后, 將其添加到棧中(壓棧)

  • 4.在當前函數執行完后,將棧頂的對象移除(出棧)

  • 5.當所有的代碼執行完后, 棧中只剩下window

this

this指的是,調用函數的那個對象。this永遠指向函數運行時所在的對象。

解析器在調用函數每次都會向函數內部傳遞進一個隱含的參數,這個隱含的參數就是this。

根據函數的調用方式的不同,this會指向不同的對象:【重要】

  • 1.以函數的形式調用時,this永遠都是window。比如fun();相當於window.fun();

  • 2.以方法的形式調用時,this是調用方法的那個對象

  • 3.以構造函數的形式調用時,this是新創建的那個對象

  • 4.使用call和apply調用時,this是指定的那個對象

需要特別提醒的是:this的指向在函數定義時無法確認,只有函數執行時才能確定。

this的幾種場景:

  • 1、作為構造函數執行

例如:

    function Foo(name) {
        //this = {};
        this.name = name;
        //return this;
    }

    var foo = new Foo();
  • 2、作為對象的屬性執行
    var obj = {
        name: 'A',
        printName: function () {
            console.log(this.name);
        }
    }

    obj.printName();

  • 3、作為普通函數執行
    function fn() {
        console.log(this); //this === window
    }

    fn();
  • 4、call apply bind

作用域

作用域指一個變量的作用范圍。它是靜態的(相對於上下文對象), 在編寫代碼時就確定了。

作用:隔離變量,不同作用域下同名變量不會有沖突。

作用域的分類:

  • 全局作用域

  • 函數作用域

  • 沒有塊作用域(ES6有了)

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

上方代碼中,並不會報錯,因為:雖然 name 是在塊里面定義的,但是 name 是全局變量。

全局作用域

直接編寫在script標簽中的JS代碼,都在全局作用域。

在全局作用域中:

  • 在全局作用域中有一個全局對象window,它代表的是一個瀏覽器的窗口,它由瀏覽器創建我們可以直接使用。

  • 創建的變量都會作為window對象的屬性保存。

  • 創建的函數都會作為window對象的方法保存。

全局作用域中的變量都是全局變量,在頁面的任意的部分都可以訪問到。

變量的聲明提前:

使用var關鍵字聲明的變量( 比如 var a = 1),會在所有的代碼執行之前被聲明(但是不會賦值),但是如果聲明變量時不是用var關鍵字(比如直接寫a = 1),則變量不會被聲明提前。

舉例1:

    console.log(a);
    var a = 123;

打印結果:undefined

舉例2:

    console.log(a);
    a = 123;   //此時a相當於window.a

程序會報錯:

函數的聲明提前:

  • 使用函數聲明的形式創建的函數function foo(){}會被聲明提前

也就是說,它會在所有的代碼執行之前就被創建,所以我們可以在函數聲明之前,調用函數。

  • 使用函數表達式創建的函數var foo = function(){}不會被聲明提前,所以不能在聲明前調用。

很好理解,因為此時foo被聲明了,且為undefined,並沒有給其賦值function(){}

所以說,下面的例子,會報錯:

函數作用域

調用函數時創建函數作用域,函數執行完畢以后,函數作用域銷毀。

每調用一次函數就會創建一個新的函數作用域,他們之間是互相獨立的。

在函數作用域中可以訪問到全局作用域的變量,在全局作用域中無法訪問到函數作用域的變量。

在函數中要訪問全局變量可以使用window對象。(比如說,全局作用域和函數作用域都定義了變量a,如果想訪問全局變量,可以使用window.a

提醒1:

在函數作用域也有聲明提前的特性:

  • 使用var關鍵字聲明的變量,會在函數中所有的代碼執行之前被聲明

  • 函數聲明也會在函數中所有的代碼執行之前執行

因此,在函數中,沒有var聲明的變量都會成為全局變量,而且並不會提前聲明。

舉例1:

        var a = 1;

        function foo() {
            console.log(a);
            a = 2;     // 此處的a相當於window.a
        }

        foo();
        console.log(a);   //打印結果是2

上方代碼中,foo()的打印結果是1。如果去掉第一行代碼,打印結果是Uncaught ReferenceError: a is not defined

提醒2:定義形參就相當於在函數作用域中聲明了變量。


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

        fun6();  //打印結果為 undefined
        fun6(123);//打印結果為123

作用域與執行上下文的區別

區別1:

  • 全局作用域之外,每個函數都會創建自己的作用域,作用域在函數定義時就已經確定了。而不是在函數調用時

  • 全局執行上下文環境是在全局作用域確定之后, js代碼馬上執行之前創建

  • 函數執行上下文是在調用函數時, 函數體代碼執行之前創建

區別2:

  • 作用域是靜態的, 只要函數定義好了就一直存在, 且不會再變化

  • 執行上下文是動態的, 調用函數時創建, 函數調用結束時就會自動釋放

聯系:

  • 執行上下文(對象)是從屬於所在的作用域

  • 全局上下文環境==>全局作用域

  • 函數上下文環境==>對應的函數使用域

作用域鏈

當在函數作用域操作一個變量時,它會先在自身作用域中尋找,如果有就直接使用(就近原則)。如果沒有則向上一級作用域中尋找,直到找到全局作用域;如果全局作用域中依然沒有找到,則會報錯ReferenceError。

外部函數定義的變量可以被內部函數所使用,反之則不行。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
    <script>
        //只要是函數就可以創造作用域
        //函數中又可以再創建函數
        //函數內部的作用域可以訪問函數外部的作用域
        //如果有多個函數嵌套,那么就會構成一個鏈式訪問結構,這就是作用域鏈

        //f1--->全局
        function f1(){
            //f2--->f1--->全局
            function f2(){
                //f3---->f2--->f1--->全局
                function f3(){
                }
                //f4--->f2--->f1---->全局
                function f4(){
                }
            }
            //f5--->f1---->全局
            function f5(){
            }
        }

    </script>
</head>
<body>

</body>
</html>

理解:

  • 多個上下級關系的作用域形成的鏈, 它的方向是從下向上的(從內到外)

  • 查找變量時就是沿着作用域鏈來查找的

查找一個變量的查找規則:

    var a = 1

    function fn1() {
      var b = 2

      function fn2() {
        var c = 3
        console.log(c)
        console.log(b)
        console.log(a)
        console.log(d)
      }
      fn2()
    }
    fn1()
  • 在當前作用域下的執行上下文中查找對應的屬性, 如果有直接返回, 否則進入2

  • 在上一級作用域的執行上下文中查找對應的屬性, 如果有直接返回, 否則進入3

  • 再次執行2的相同操作, 直到全局作用域, 如果還找不到就拋出找不到的異常

閉包

閉包就是能夠讀取其他函數內部數據(變量/函數)的函數。

只有函數內部的子函數才能讀取局部變量,因此可以把閉包簡單理解成"定義在一個函數內部的函數"。

上面這兩句話,是阮一峰的文章里的,你不一定能理解,來看下面的講解和舉例。

如何產生閉包

當一個嵌套的內部(子)函數引用了嵌套的外部(父)函數的變量或函數時, 就產生了閉包。

閉包到底是什么?

使用chrome調試查看

  • 理解一: 閉包是嵌套的內部函數(絕大部分人)

  • 理解二: 包含被引用變量 or 函數的對象(極少數人)

注意: 閉包存在於嵌套的內部函數中。

產生閉包的條件

  • 1.函數嵌套

  • 2.內部函數引用了外部函數的數據(變量/函數)。

來看看條件2:

    function fn1() {
        function fn2() {

        }

        return fn2;
    }

    fn1();

上面的代碼不會產生閉包,因為內部函數fn2並沒有引用外部函數fn1的變量。

PS:還有一個條件是外部函數被調用,內部函數被聲明。比如:


    function fn1() {
        var a = 2
        var b = 'abc'

        function fn2() { //fn2內部函數被提前聲明,就會產生閉包(不用調用內部函數)
            console.log(a)
        }

    }

    fn1();

    function fn3() {
        var a = 3
        var fun4 = function () {  //fun4采用的是“函數表達式”創建的函數,此時內部函數的聲明並沒有提前
            console.log(a)
        }
    }

    fn3();

常見的閉包

    1. 將一個函數作為另一個函數的返回值
    1. 將函數作為實參傳遞給另一個函數調用。

閉包1:將一個函數作為另一個函數的返回值

    function fn1() {
      var a = 2

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

    var f = fn1();   //執行外部函數fn1,返回的是內部函數fn2
    f() // 3       //執行fn2
    f() // 4       //再次執行fn2

當f()第二次執行的時候,a加1了,也就說明了:閉包里的數據沒有消失,而是保存在了內存中。如果沒有閉包,代碼執行完倒數第三行后,變量a就消失了。

上面的代碼中,雖然調用了內部函數兩次,但是,閉包對象只創建了一個。

也就是說,要看閉包對象創建了一個,就看:外部函數執行了幾次(與內部函數執行幾次無關)。

閉包2. 將函數作為實參傳遞給另一個函數調用

    function showDelay(msg, time) {
      setTimeout(function() {  //這個function是閉包,因為是嵌套的子函數,而且引用了外部函數的變量msg
        alert(msg)
      }, time)
    }
    showDelay('atguigu', 2000)

上面的代碼中,閉包是里面的funciton,因為它是嵌套的子函數,而且引用了外部函數的變量msg。

閉包的作用

  • 作用1. 使用函數內部的變量在函數執行完后, 仍然存活在內存中(延長了局部變量的生命周期)

  • 作用2. 讓函數外部可以操作(讀寫)到函數內部的數據(變量/函數)

我們讓然拿這段代碼來分析:

    function fn1() {
      var a = 2

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

    var f = fn1();   //執行外部函數fn1,返回的是內部函數fn2
    f() // 3       //執行fn2
    f() // 4       //再次執行fn2

作用1分析

上方代碼中,外部函數fn1執行完畢后,變量a並沒有立即消失,而是保存在內存當中。

作用2分析:

函數fn1中的變量a,是在fn1這個函數作用域內,因此外部無法訪問。但是通過閉包,外部就可以操作到變量a。

達到的效果是:外界看不到變量a,但可以操作a

比如上面達到的效果是:我看不到變量a,但是每次執行函數后,讓a加1。當然,如果我真想看到a,我可以在fn2中將a返回即可。

回答幾個問題:

  • 問題1. 函數執行完后, 函數內部聲明的局部變量是否還存在?

答案:一般是不存在, 存在於閉中的變量才可能存在。

閉包能夠一直存在的根本原因是f,因為f接收了fn1(),這個是閉包,閉包里有a。注意,此時,fn2並不存在了,但是里面的對象(即閉包)依然存在,因為用f接收了。

  • 問題2. 在函數外部能直接訪問函數內部的局部變量嗎?

不能,但我們可以通過閉包讓外部操作它。

閉包的生命周期

  1. 產生: 嵌套內部函數fn2被聲明時就產生了(不是在調用)

  2. 死亡: 嵌套的內部函數成為垃圾對象時。(比如f = null,就可以讓f成為垃圾對象。意思是,此時f不再引用閉包這個對象了)

閉包的應用:定義具有特定功能的js模塊

  • 將所有的數據和功能都封裝在一個函數內部(私有的),只向外暴露一個包含n個方法的對象或函數。

  • 模塊的使用者, 只需要通過模塊暴露的對象調用方法來實現對應的功能。

方式一

(1)myModule.js:(定義一個模塊,向外暴露多個函數,供外界調用)

function myModule() {
    //私有數據
    var msg = 'Smyhvae Haha'

    //操作私有數據的函數
    function doSomething() {
        console.log('doSomething() ' + msg.toUpperCase()); //字符串大寫
    }

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

    //通過【對象字面量】的形式進行包裹,向外暴露多個函數
    return {
        doSomething1: doSomething,
        doOtherthing2: doOtherthing
    }
}

上方代碼中,外界可以通過doSomething1和doOtherthing2來操作里面的數據,但不讓外界看到。

(2)index.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>05_閉包的應用_自定義JS模塊</title>
</head>
<body>
<!--
閉包的應用 : 定義JS模塊
  * 具有特定功能的js文件
  * 將所有的數據和功能都封裝在一個函數內部(私有的)
  * 【重要】只向外暴露一個包含n個方法的對象或函數
  * 模塊的使用者, 只需要通過模塊暴露的對象調用方法來實現對應的功能
-->
<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

同樣是實現方式一種的功能,這里我們采取另外一種方式。

(1)myModule2.js:(是一個立即執行的匿名函數)

(function () {
    //私有數據
    var msg = 'Smyhvae Haha'

    //操作私有數據的函數
    function doSomething() {
        console.log('doSomething() ' + msg.toUpperCase())
    }

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

    //外部函數是即使運行的匿名函數,我們可以把兩個方法直接傳給window對象
    window.myModule = {
        doSomething1: doSomething,
        doOtherthing2: doOtherthing
    }
})()

(2)index.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>05_閉包的應用_自定義JS模塊2</title>
</head>
<body>
<!--
閉包的應用2 : 定義JS模塊
  * 具有特定功能的js文件
  * 將所有的數據和功能都封裝在一個函數內部(私有的)
  * 只向外暴露一個包信n個方法的對象或函數
  * 模塊的使用者, 只需要通過模塊暴露的對象調用方法來實現對應的功能
-->

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

上方兩個文件中,我們在myModule2.js里直接把兩個方法直接傳遞給window對象了。於是,在index.html中引入這個js文件后,會立即執行里面的匿名函數。在index.html中把myModule直接拿來用即可。

總結:

當然,方式一和方式二對比后,我們更建議采用方式二,因為很方便。

但無論如何,兩種方式都采用了閉包。

閉包的缺點及解決

缺點:函數執行完后, 函數內的局部變量沒有釋放,占用內存時間會變長,容易造成內存泄露。

解決:能不用閉包就不用,及時釋放。比如:

    f = null;  // 讓內部函數成為垃圾對象 -->回收閉包

總而言之,你需要它,就是優點;你不需要它,就成了缺點。

內存泄漏內存溢出

內存泄漏

內存泄漏:占用的內存沒有及時釋放。內存泄露積累多了就容易導致內存溢出。

常見的內存泄露:

  • 1.意外的全局變量

  • 2.沒有及時清理的計時器或回調函數

  • 3.閉包

情況1舉例:

    // 意外的全局變量
    function fn() {
        a = new Array(10000000);
        console.log(a);
    }

    fn();

情況2舉例:

    // 沒有及時清理的計時器或回調函數
    var intervalId = setInterval(function () { //啟動循環定時器后不清理
        console.log('----')
    }, 1000)

    // clearInterval(intervalId);  //清理定時器

情況3舉例:

<script type="text/javascript">
  function fn1() {
    var arr = new Array[100000];   //這個數組占用了很大的內存空間
    function fn2() {
      console.log(arr.length)
    }
    return fn2
  }
  var f = fn1()
  f()

  f = null //讓內部函數成為垃圾對象-->回收閉包
</script>

內存溢出(一種程序運行出現的錯誤)

內存溢出:當程序運行需要的內存超過了剩余的內存時,就出拋出內存溢出的錯誤。

  //內存溢出
  var obj = {}
  for (var i = 0; i < 10000; i++) {
    obj[i] = new Array(10000000);   //把所有的數組內容都放到obj里保存,導致obj占用了很大的內存空間
    console.log('-----')
  }


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