js知识梳理6:关于函数的要点梳理(2)(作用域链和闭包)

写在前面

注：这个系列是本人对js知识的一些梳理，其中不少内容来自书籍:Javascript高级程序设计第三版和JavaScript权威指南第六版，感谢它们的作者和译者。有发现什么问题的，欢迎留言指出。

1.执行环境

• 执行环境简称“环境”，定义了变量或函数有权访问的其他数据。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。
• 全局执行环境是最外围的一个执行环境。在Web浏览器中，全局执行环境被认为是window对象，因此所有全局变量和函数都是作为window对象的属性和方法创建的。
• 某个执行环境中的所有代码执行完毕，环境被销毁，保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁。
• 执行流：每个函数都有自己的执行环境，当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。
• 代码在一个环境中执行时，会创建变量对象的一个作用域链(scope chain)，用途是保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域链的前端，始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数，则将其活动对象作为变量对象。活动对象在最开始时只包含arguments 对象。作用域链的下一个变量对象来自包含环境，而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样，一直延续到全局执行环境;全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象：

var color = "blue";
function changeColor() {
    if(color == "blue"){
        color = "red";
    }else{
        color = "blue";
    }
}
changeColor();
console.log("color is:" + color);//red

例子中，函数changeColor()的作用域链包含两个对象:它自己的变量对象(其中定义着arguments对象)和全局环境的变量对象。可以在函数内部访问变量 color，就是因为可以在作用域链中找到它。

var color = "blue";
function changeColor() {
    var anotherColor = "red";

    function swapColors() {
        var tempColor = anotherColor;
        anotherColor = color;
        color = tempColor;

        //这里可以访问color、anotherColor和tempColor
    }

    //这里可以访问color和anotherColor，但不能访问tempColor
    swapColors();
}
// 这里只能访问color 
changeColor();

以上共涉及3个执行环境:全局环境、changeColor()的局部环境和swapColors()的局部环境。显然，内部环境可以通过作用域链访问所有的外部环境，但外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。

2.闭包

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;
        }
    }
}
//创建函数
var compareNames = createComparisonFunction("name");
//调用函数
var result = compareNames({name:'jaychou'},{name:'xiaoming'});
//解除对匿名函数的引用（释放内存）
compareNames = null;

以上过程：

1.定义函数内部的函数时，会将它的包含函数的活动对象添加到它的作用域链中。在此例中，在匿名函数被返回后，它的作用域链初始化为包含createComparisonFunction()函数的活动对象和全局变量对象。

2.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，结果就是只是createComparisonFunction()的执行环境的作用域链会被销毁，其活动对象会留在内存中。

3.直到代码中将匿名函数置为null释放内存后，createComparisonFunction()的活动对象才会被销毁。

注意：由于闭包会携带包含它的函数的作用域，所以会比其他函数占用更多的内存，过多使用闭包会导致内存占用过多，所以在很有必要时才考虑使用闭包。

3.闭包的最常见问题

function createFunctions() {
    var result = new Array();
    for(var i=0;i<10;i++){
        result[i] = function () {
            return i;
        };
    }
    return result;
}
console.log(createFunctions()[4]());//会打印10

数组里面的每个函数都是打印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，所以他们引用的都是同一个变量i。当函数数组被返回时，变量i的值是10，所以就是上面的结果了。通过创建另一个匿名函数的改造如下符合预期：

function createFunctions() {
    var result = new Array();
    for(var i=0;i<10;i++){
        result[i] = function (num) {
            return function () {
                return num;
            }
        }(i);
    }
    return result;
}
console.log(createFunctions()[4]());//会打印4

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函数，函数参数是按值传递的，所以会把变量i的当前值复制给参数num。

在这个立即执行函数里面创建并返回了一个访问num的闭包。这个闭包被返回时都准确包含了对应的包含环境的活动对象的num值。

4.闭包的常见作用

• 给构造函数创建私用变量和私有函数，并定义特权方法；
• 创建单例，在函数最后返回公用方法

等等

总体而言，闭包对于我们理解执行环境，理解作用域链很有帮助，但平常如果不是很有必要就不要用，占用内存比较多。