【javascript】Javascript闭包

　　在描述闭包的实现与用途前，需要了解以下一些知识点。

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　　执行上下文（执行上下文环境）　

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 console.log(a);     //Uncaught ReferenceError: a is not defined 

 console.log(b);    //undefined
 var b;

 console.log(c);    //undefined
 var c = 10;

　　看上面一个例子，当直接在控制台输出a时，提示a未定义，这个很容易就理解了。不过在"var b"和"var c = 10"执行前输出b和c的值时，得到的结果却是undefined。因为代码是一条一条执行的，在执行console.log()之前，"var b"和"var c = 10"必定是还未执行的。而结果却与a的输出结果不同，这是怎么一回事？

　第二种情况：

console.log(this);

输出：

第三种情况：

 console.log(f1);　　
 function f1(){};　　//函数声明

 console.log(f2);
 var f2 = function (){};　　//函数表达式

输出：　

　　从这里可以看出来，在一段js代码拿过来真正一句一句运行之前，浏览器做了一些“准备工作”，其中就包括对变量的声明，而不是赋值，变量赋值是在赋值语句执行的时候进行的，还有函数的声明的赋值。而函数表达式类似与第一种情况中的var c = 10，两者结果也是相同的。当然还有this的赋值等等。

　　下面总结一下浏览器在准备中做了哪些工作：

　　　　变量、函数表达式 —— 变量声明，默认赋值为undefined；

　　　　this —— 赋值

　　　　函数声明 —— 赋值

　　这三种数据的准备情况我们称之为“执行上下文”或者“执行上下文环境”。

　　以上的一切都是在全局环境中进行的。

　　在函数中，除了以上数据之外，还会有其他数据。

 function f(x){
     console.log(arguments);
     console.log(x);
 }
 f(10);

输出：

　　以上代码展示了在函数体的语句执行之前，arguments变量和函数的参数都已经被赋值。

　　从而我们可以看出来，函数每被调用一次，都会产生一个新的执行上下文环境。因为不同的调用可能就会有不同的参数。

　　进一步来说，函数在定义的时候（不是调用的时候），就已经确定了函数体内部自由变量的作用域。

总结一下：

　　全局代码的上下文环境数据内容为：

普通变量（包括函数表达式）， 如： var a = 10;	声明（默认赋值为undefined）
函数声明， 如： function fn() { }	赋值
this	赋值

　　如果代码段是函数体，那么在此基础上需要附加：

参数	赋值
arguments	赋值
自由变量的取值作用域	赋值

　　给执行上下文环境下一个通俗的定义——在执行代码之前，把将要用到的所有的变量都事先拿出来，有的直接赋值了，有的先用undefined占个空。

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　　在执行js代码时，会有数不清的函数调用次数，会产生许多个上下文环境。这么多上下文环境该如何管理，以及如何销毁而释放内存呢？这就引入了一个概念——执行上下文栈。

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　　在这里插播一个概念 —— this。

　　在平时，this使用频率非常高，我们在很多情况下都会用到它。而无论在哪个位置获取this，都是有值的。在函数中this到底取何值，是在函数真正被调用执行的时候确定的，函数定义的时候确定不了。因为this的取值是执行上下文环境的一部分，每次调用函数，都会产生一个新的执行上下文环境。

　　接下来，分四种情况描述this的取值：

　　情况1：构造函数

　　　　所谓构造函数就是用来new对象的函数。其实严格来说，所有的函数都可以new一个对象，但是有些函数的定义是为了new一个对象，而有些函数则不是。另外注意，构造函数的函数名第一个字母大写（规则约定）。例如：Object、Array、Function等。

　　　　如果函数作为构造函数用，那么其中的this就代表它即将new出来的对象。这里有一个情况，当函数的调用不是new一个对象，而是直接调用函数时，其中的this的值为window。

　　　　这里还有一个问题，在构造函数的prototype中，this代表着什么。其实不仅仅是构造函数的prototype，即便是在整个原型链中，this代表的也都是当前对象的值。

　　情况2：函数作为对象的一个属性

　　　　如果函数作为对象的一个属性时，并且作为对象的一个属性被调用时，函数中的this指向该对象。

　　情况3：函数用call或者apply调用

　　　　当一个函数被call和apply调用时，this的值就取传入的对象的值。　

　　情况4：全局 & 调用普通函数

　　　　在全局环境下，this永远是window，普通函数在调用时，其中的this也都是window。

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下面继续学习上下文栈。

　　执行全局代码时，会产生一个执行上下文环境，每次调用函数都又会产生执行上下文环境。当函数调用完成时，这个上下文环境以及其中的数据都会被消除，再重新回到全局上下文环境。处于活动状态的执行上下文环境只有一个。这其实就是一个压栈出栈的过程——执行上下文栈。如图：

　　在上下文栈中，同一时间内只有一个活跃的上下文环境。

　　当一个函数被调用时，将产生一个新的执行上下文环境，并被压入执行上下文栈中，原先的栈顶执行上下文环境进入非活跃状态，新压入的执行上下文环境则进入活动状态。

　　当函数调用完成后，栈顶执行上下文环境被弹出栈，并被回收机制回收销毁，而新的栈顶上下文环境则进入活跃状态。

　　不过这只是一个理想的运行情况，有时候执行上下文环境并不会说销毁就会被销毁的，这就是后面要介绍的——闭包。

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　　 作用域 & 作用域链

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　　无论在哪个编程语言中，都有一个作用域的概念。而在javascript中，除了全局作用域之外，只有函数可以创建的作用域。作用域在函数定义时就已经确定了。而不是在函数调用时确定。

　　所以，我们在声明变量时，全局代码要在代码前端声明，函数中要在函数体一开始就声明好。除了这两个地方，其他地方都不要出现变量声明。而且建议用“单var”形式。因为在函数中，如果声明变量时没用"var"，则所声明的变量为全局变量。

　　作用域是一个很抽象的概念，类似于一个“地盘”，如下图：

　　作用域有上下级的关系，上下级关系的确定就看函数是在哪个作用域下创建的。例如，fn作用域下创建了bar函数，那么“fn作用域”就是“bar作用域”的上级。

　　作用域最大的用处就是隔离变量，不同作用域下同名变量不会有冲突。

　　我们把作用域与上下文环境结合起来看，如下图：

　　

　　在上图中，我们可以看到，作用域只是一个“地盘”，一个抽象的概念，其中没有变量。要通过作用域对应的执行上下文环境来获取变量的值。同一个作用域下，不同的调用会产生不同的执行上下文环境，继而产生不同的变量的值。所以，作用域中变量的值是在执行过程中产生的确定的，而作用域却是在函数创建时就确定了。

　　所以，如果要查找一个作用域下某个变量的值，就需要找到这个作用域对应的执行上下文环境，再在其中寻找变量的值。

　　这里有一个概念——自由变量。所谓"自由变量"，即在这一个作用域中调用的变量，并没有在这个作用域中声明，而是在其他作用域声明的变量，即称之为"自由变量"。

　　而我们在这个作用域中调用自由变量时，究竟要到哪里去获取这个变量的值呢？有人会说，到这个作用域的父作用域调用。这个说法有点模糊，有时候会产生歧义。正确来说，应该是：要到创建这个函数的那个作用域中取值——是“创建”，而不是“调用”。其实这也就是所谓的"静态作用域"。

　　上面描述的只是跨一步作用域去寻找。

　　如果跨了一步，还没找到呢？——接着跨！——一直跨到全局作用域为止。要是在全局作用域中都没有找到，那就是真的没有了。

　　这个一步一步“跨”的路线，我们称之为——作用域链。

　　下面我们来用文字描述一下这个过程：(假设a为自由变量)　　

　　　　第一步，现在当前作用域查找a，如果有则获取并结束。如果没有则继续；

　　　　第二步，如果当前作用域是全局作用域，则证明a未定义，结束；否则继续；

　　　　第三步，（不是全局作用域，那就是函数作用域）将创建该函数的作用域作为当前作用域；

　　　　第四步，跳转到第一步。

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　　接下来就是主菜 —— 闭包

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　  关于闭包，百度的解释是：闭包是可以包含自由（未绑定到特定对象）变量的代码块；这些变量不是在这个代码块内或者任何全局上下文中定义的，而是在定义代码块的环境中定义（局部变量）。。。看起来有点云里雾里的。

　　其实，我们只要了解应用的两种情况即可——函数作为返回值，函数作为参数传递。

　　函数作为返回值：

 function fn(){
     var a = 10;

     function bar(x){
         if (X < a){
             console.log(X);
         }
     }

     return bar;
 }

　　函数作为参数被传递:

 var
     max = 10;
     fn = function(X){
          if (X > max){
              console.log(X);
          }
          else{
              console.log(max);
          }
      }; 

 (function(f) {
      var max = 100;
      f(15);
  })(fn);

　　这里的输出结果为: 15。原因为取max的值时取的是创建这个函数的那个作用域中获取，而不是“父作用域”。所以取的值为10，而不是100。

　　结合前面学过的，我们可以看看下面这张图：

　　在图中我们可以看到，执行完第17行，fn()调用完成。按理说应该销毁掉fn()的执行上下文环境，但是这里不能这么做。注意，重点来了：因为执行fn()时，返回的是一个函数。函数的特别之处在于可以创建一个独立的作用域。而正巧合的是，返回的这个函数体中，还有一个自由变量max要引用fn作用域下的fn()上下文环境中的max。因此，这个max不能被销毁，销毁了之后bar函数中的max就找不到值了。因此，这里的fn()上下文环境不能被销毁，还依然存在与执行上下文栈中。

　　执行到第20行，执行f1(15)，即执行bar(15)，创建bar(15)上下文环境，并将其设置为活动状态。

　　执行bar(15)时，max是自由变量，需要向创建bar函数的作用域中查找，找到了max的值为10。而重点在于，创建bar函数是在执行fn()时创建的。fn()早就执行结束了，但是fn()执行上下文环境还存在与栈中，因此bar(15)时，max可以查找到。如果fn()上下文环境销毁了，那么max就找不到了。从而fn上下文环境依旧在栈中没有销毁。

　　虽说闭包的使用增加了内存的消耗，而且使用不当有可能造成内存泄露的问题发生，不过其还是有很多的用途。譬如匿名自执行函数、匿名自执行函数、实现封装以及实现面向对象中的对象，模拟传统的对象语言都提供类的模板机制等等。