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前端必会-闭包

前言

很多同学都有过,面试的时候被问到闭包,一时间不知道从哪里说起的情况。 其实闭包只是 js 的一种现象(或者说特性),没有想象中的那么可怕。

什么是闭包

函数及函数对其词法环境的引用共同组成闭包。 闭包让我们从内部函数访问外部函数的作用域。

那么什么是词法环境呢?

词法环境

词法环境理解为函数在定义时确定的作用域环境。 举个例子:

function a() {
  var i = 0;
  return function inner() {
    i++;
    return i;
  };
}
// 或者这样
function a() {
  var i = 0;
  function inner() {
    return i;
  }
}
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内层函数的词法环境就是变量 i 所在的环境。

闭包的 “闭” 理解为:
内层函数所能访问的作用域是在声明的时候确定的,而不是调用的时候,其词法作用域是对外闭合的。

闭包的 “包” 理解为:
内层函数保留对其词法环境的引用,就像是身上背着一个小背包,这个背包里装着对其词法环境中引用的变量,内层函数访问 i 时,在局部作用域中找不到时,就会到背包里看看。

闭包的作用

  • 闭包使函数的私有变量不受外部干扰

  • 是变量存于内存中不被销毁

举个例子:

function a() {
  var i = 0;
  return function () {
    i++;
    return i;
  };
}
var y = a();
y(); // 1
y(); // 2
y(); // 3
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函数 a 中的变量 i 不能在函数 a 之外被访问。

  • 闭包中的变量 i 保存在哪里?
    保存在父作用域中,每次访问函数 y 时, 在函数 y 中找不到变量 i, 会顺着作用域链一直向上找,直到全局作用域中也没找到为止。

闭包的应用场景

闭包常被见于实现单例模式、柯里化、防抖、节流、模块化

2-0 单例模式

实例仅创建一次、避免重复创建带来的内存消耗

function singleIns(name) {
  this.name = name;
}
singleIns.getInstance = (function () {
  var instance = null;
  return function (name) {
    if (!this.instance) {
      this.instance = new singleIns(name);
    }
    return this.instance;
  };
})();
var a = singleIns.getInstance("a");
var b = singleIns.getInstance("b");
a === b; // true
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2-1 柯里化

入参可拆解后传入

function curry(func) {
  return function curried(...args) {
    if (args.length >= func.length) {
      func.apply(this, args);
    } else {
      return function (...args2) {
        curried.apply(this, args.concat(args2));
      };
    }
  };
}
// example
function a(x, y, z) {
  console.log(x + y + z);
}
var b = curry(a);
b(1, 2, 3); // 6
b(1, 2)(3); // 6
b(1)(2, 3); // 6
b(1)(2)(3); // 6
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2-2 防抖

一段时间内一直触发仅执行一次

// 仅执行最后一次
function debounce(func, time) {
  let timer = null;
  return function (...args) {
    timer && clearTimeout(timer);
    setTimeout(function () {
      func.apply(this, args);
    }, time);
  };
}
// 仅执行第一次
function debounce(func, time){
  let timer = null;
  func.id = 0;
  return function(...args){
    if(func.id !== 0){
      clearTimeout(timer;)
    }
    timer = setTimeout(function () {
      func.id = 0;
      func.apply(this, args);
    }, time);
    func.id = func.id + 1;
  }
}
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2-3 节流

一段时间内一直触发,每隔固定时间内触发一次

// 时间戳方式
function throttle(func, time) {
  let start = new Date();
  return function (...args) {
    if (new Date() - start >= time) {
      func.apply(this, args);
      start = new Date();
    }
  };
}
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2-4 模块化

模块化封装中将内部逻辑封装在模块内,将方法暴露到模块外。

function module() {
  var pool = [];
  function add(item) {
    pool.push(item);
    return pool;
  }
  function remove(num) {
    pool.forEach((item, index) => {
      if (item === num) {
        pool.splice(index, 1);
      }
    });
    return pool;
  }
  return {
    add: add,
    remove: remove,
  };
}
var foo = module();
foo.add();
foo.remove();
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仔细观察上面的例子是不是很容易理解闭包啦?

闭包的坏处

滥用闭包可能会造成内存泄漏(无用变量存于内存中无法回收,一直占用内存)。解决此问题的方法是,清除变量(设为 null)。

function a() {
  var i = 0;
  return function () {
    i++;
    return i;
  };
}
var y = a();
y();
y = null; // 清除变量后,引用消失,闭包就不存在了
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常见面试题

    1. 考察输出结果
for (var i = 0; i < 5; i++) {
  setTimeout(function () {
    console.log(i);
  }, 0);
}
复制代码

输出结果为:连续输出 5 个 5 请修改以上代码,使其输出 0、1、2、3、4

方法一: 使用 setTimeout 的第三个参数

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  setTimeout(
    function () {
      console.log(i);
    },
    0,
    i
  );
}
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方法二:使用 let

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  setTimeout(function () {
    console.log(i);
  }, 0);
}
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let 创建了块级作用域。

方法三:使用自执行函数

for (var i = 0; i < 5; i++) {
  (function (i) {
    setTimeout(function () {
      console.log(i);
    }, 0);
  })(i);
}
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自执行函数将 i 传递进入一个新的执行上下文。

方法四: 借助函数参数

function output(i) {
  setTimeout(function () {
    console.log(i);
  }, 0);
}
for (var i = 0; i < 5; i++) {
  output(i);
}
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函数传参是按值传递。

方法五:借用 async

const timeout = function (time) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(function () {
      resolve();
    }, time);
  });
};
async function print() {
  for (var i = 0; i < 5; i++) {
    await timeout(1000);
    console.log(i);
  }
}
await print();
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  1. 考察输出结果
var a = 100;
function create() {
  var a = 200;
  return function () {
    console.log(a);
  };
}
var fn = new create();
fn();
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这题很简单,就是闭包概念的体现,输出 200,这里不再解释啦。

  1. 实现一个与 sum(x,y)功能相同的 sum(x)(y)函数
function sum(a) {
  return function (b) {
    return a + b;
  };
}
sum(1)(2); // 3
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考察的是柯里化的概念

tips

是不是所有的闭包都需要手动的清除?

有用的闭包不需要清除,无用的闭包才需要清除。
如果是 dom 事件中的闭包,vue、react 中组件拥有生命周期,卸载时会自动解除 dom 上绑定的事件,内存会自动回收。

开发时不要使用闭包?

闭包无处不在,每当我们模拟私有变量的时候,闭包就已经产生了。不要让 length 太长的对象和数组一直存于内存当中,合理的使用闭包即可。

如何排查内存泄漏?

闭包并不是导致内存泄漏的唯一原因,借助 chrome 开发者工具(devTools) 的 perfomance 工具 和 memory 工具可以详细观察内存情况。这篇不是讲内存泄漏的,不再赘述使用方法,推荐学习devtools 官方文档

总结

闭包作为前端八股文之一,难倒了很多正在找工作的同学。小姐姐现在也在一个学习的过程中,可能有不准确、不正确的地方,欢迎大家点赞、讨论,一起进步呀。希望对一些同学有帮助。

本文章为【js 基础】系列文章,关注小姐姐,一起学一学。

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