JavaScript函数表达式-闭包、模仿块级作用域、私有变量
JavaScript函数表达式-
作用域链
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。
function compare(value1, value2){
if (value1 < value2){
return -1;
} else if (value1 > value2){
return 1;
} else {
return 0;
}
}
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。
7.2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
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。
//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;
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。
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,我们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
7.2.1 闭包与变量
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。
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。
7.2.2 关于this对象
this 对象是在运行时基于函数的执行环境绑定的:在全局函数中, this 等于 window,而当函数被作为某个对象的方法调用时,this 等于那个对象。不过,匿名函数的执行环境具有全局性,因此其 this 对象通常指向 window。
var name = "The Window";
var object = {
name : "My Object",
getNameFunc : function(){
return function(){
return this.name;
};
}
};
alert(object.getNameFunc()()); //"The Window"(在非严格模式下)
每个函数在被调用时都会自动取得两个特殊变量: this 和 arguments。内部函数在搜索这两个变量时,只会搜索到其活动对象为止,因此永远不可能直接访问外部函数中的这两个变量(这一点通过图 7-2 可以看得更清楚)。不过,把外部作用域中的 this 对象保存在一个闭包能够访问到的变量里,就可以让闭包访问该对象了
var name = "The Window";
var object = {
name : "My Object",
getNameFunc : function(){
var that = this;
return function(){
return that .name;
};
}
};
alert(object.getNameFunc()()); //"My Object"
this 和 arguments 也存在同样的问题。如果想访问作用域中的 arguments 对象,必须将对该对象的引用保存到另一个闭包能够访问的变量中。
object.getName(); //"My Object"
(object.getName)(); //"My Object"
(object.getName = object.getName)(); //"The Window",在非严格模式下
第三行代码先执行了一条赋值语句,然后再调用赋值后的结果。因为这个赋值表达式的值是函数本身,所以 this 的值不能得到维持,结果就返回了"The Window"。
7.2.3 内存泄漏
由于 IE9 之前的版本对 JScript 对象和 COM 对象使用不同的垃圾收集例程。如果闭包的作用域链中保存着一个HTML 元素,那么就意味着该元素将无法被销毁。
ction assignHandler(){
var element = document.getElementById("someElement");
var id = element.id;
element.onclick = function(){
alert(id);
};
element = null;
}
通过把element.id的一个副本保存在一个变量中,并且在闭包中引用该变量消除了循环引用。但仅仅做到这一步,还是不能解决内存泄漏的问题。必须要记住:闭包会引用包含函数的整个活动对象,而其中包含着 element。即使闭包不直接引用 element,包含函数的活动对象中也仍然会保存一个引用。因此,有必要把 element 变量设置为 null。这样就能够解除对 DOM 对象的引用,顺利地减少其引用数,确保正常回收其占用的内存。
7.3 模仿块级作用域
ES5 JavaScript 没有块级作用域的概念。这意味着在块语句中定义的变量,实际上是在包含函数中而非语句中创建的
function outputNumbers(count){
for (var i=0; i < count; i++){
alert(i);
}
var i; //重新声明变量
alert(i); //计数
}
变量 i是定义在 ouputNumbers()的活动对象中的,因此从它有定义开始,就可以在函数内部随处访问它。即使错误地重新声明同一个变量,也不会改变它的值。
JavaScript 从来不会告诉你是否多次声明了同一个变量;遇到这种情况,它只会对后续的声明视而不见(不过,它会执行后续声明中的变量初始化)。
function outputNumbers(count){
(function () {
for (var i=0; i < count; i++){
alert(i);
}
})();
alert(i); //导致一个错误!
}
在 for 循环外部插入了一个私有作用域。在匿名函数中定义的任何变量,都会在执行结束时被销毁。因此,变量 i 只能在循环中使用,使用后即被销毁。而在私有作用域中能够访问变量 count,是因为这个匿名函数是一个闭包,它能够访问包含作用域中的所有变量。
这种做法可以减少闭包占用的内存问题,因为没有指向匿名函数的引用。只要函
数执行完毕,就可以立即销毁其作用域链了。
7.4 私有变量
严格来讲, JavaScript 中没有私有成员的概念;所有对象属性都是公有的。不过,倒是有一个私有变量的概念。任何在函数中定义的变量,都可以认为是私有变量,因为不能在函数的外部访问这些变量。私有变量包括函数的参数、局部变量和在函数内部定义的其他函数。
我们把有权访问私有变量和私有函数的公有方法称为特权方法(privileged method)。有两种在对象上创建特权方法的方式。第一种是在构造函数中定义特权方法
function MyObject(){
//私有变量和私有函数
var privateVariable = 10;
function privateFunction(){
return false;
}
//特权方法
this.publicMethod = function (){
privateVariable++;
return privateFunction();
};
}
能够在构造函数中定义特权方法,是因为特权方法作为闭包有权访问在构造函数中定义的所有变量和函数。
在构造函数中定义特权方法也有一个缺点,那就是你必须使用构造函数模式来达到这个目的。
7.4.1 静态私有变量
通过在私有作用域中定义私有变量或函数,同样也可以创建特权方法
(function(){
//私有变量和私有函数
var privateVariable = 10;
function privateFunction(){
return false;
}
//构造函数
MyObject = function(){
};
//公有/特权方法
MyObject.prototype.publicMethod = function(){
privateVariable++;
return privateFunction();
};
})();
这个模式与在构造函数中定义特权方法的主要区别,就在于私有变量和函数是由实例共享的。由于特权方法是在原型上定义的,因此所有实例都使用同一个函数。而这个特权方法,作为一个闭包,总是保存着对包含作用域的引用。
以这种方式创建静态私有变量会因为使用原型而增进代码复用,但每个实例都没有自己的私有变量。
7.4.2 模块模式
前面的模式是用于为自定义类型创建私有变量和特权方法的。而道格拉斯所说的模块模式(modulepattern)则是为单例创建私有变量和特权方法。
模块模式通过为单例添加私有变量和特权方法能够使其得到增强,其语法形式如下:
var singleton = function(){
//私有变量和私有函数
var privateVariable = 10;
function privateFunction(){
return false;
}
//特权/公有方法和属性
return {
publicProperty: true,
publicMethod : function(){
privateVariable++;
return privateFunction();
}
};
}();
var application = function(){
//私有变量和函数
var components = new Array();
//初始化
components.push(new BaseComponent());
//公共
return {
getComponentCount : function(){
return components.length;
},
registerComponent : function(component){
if (typeof component == "object"){
components.push(component);
}
}
};
}();
如果必须创建一个对象并以某些数据对其进行初始化,同时还要公开一些能够访问这些私有数据的方法,那么就可以使用模块模式。以这种模式创建的每个单例都是 Object 的实例,因为最终要通过一个对象字面量来表示它。
7.4.3 增强的模块模式
有人进一步改进了模块模式,即在返回对象之前加入对其增强的代码。这种增强的模块模式适合那些单例必须是某种类型的实例,同时还必须添加某些属性和(或)方法对其加以增强的情况。
var singleton = function(){
//私有变量和私有函数
var privateVariable = 10;
function privateFunction(){
return false;
}
//创建对象
var object = new CustomType();
//添加特权/公有属性和方法
object.publicProperty = true;
object.publicMethod = function(){
privateVariable++;
return privateFunction();
};
//返回这个对象
return object;
}();
var application = function(){
//私有变量和函数
var components = new Array();
//初始化
components.push(new BaseComponent());
//创建 application 的一个局部副本
var app = new BaseComponent();
//公共接口
app.getComponentCount = function(){
return components.length;
};
app.registerComponent = function(component){
if (typeof component == "object"){
components.push(component);
}
};
//返回这个副本
return app;
}();