下面我们来看一段代码,清晰地展示了闭包:

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function foo() {
var a = 2;
function bar() {
console.log(a);
}
return bar;
}
var baz = foo();
baz(); // 2 —— 这就是闭包的效果。

函数 bar() 的词法作用域能够访问 foo() 的内部作用域。然后我们将 bar() 函数本身当作一个值类型进行传递。在这个例子中,我们将 bar 所引用的函数对象本身当作返回值。在 foo() 执行后,其返回值(也就是内部的 bar() 函数)赋值给变量 baz 并调用 baz() ,实际上只是通过不同的标识符引用调用了内部的函数 bar() 。bar() 显然可以被正常执行。但是在这个例子中,它在自己定义的词法作用域以外的地方执行。在 foo() 执行后,通常会期待 foo() 的整个内部作用域都被销毁,因为我们知道引擎有垃圾回收器用来释放不再使用的内存空间。由于看上去 foo() 的内容不会再被使用,所以很自然地会考虑对其进行回收。而闭包的“神奇”之处正是可以阻止这件事情的发生。事实上内部作用域依然存在,因此没有被回收。谁在使用这个内部作用域?原来是 bar() 本身在使用。拜 bar() 所声明的位置所赐,它拥有涵盖 foo() 内部作用域的闭包,使得该作用域能够一直存活,以供 bar() 在之后任何时间进行引用。bar() 依然持有对该作用域的引用,而这个引用就叫作闭包。

这个函数在定义时的词法作用域以外的地方被调用。闭包使得函数可以继续访问定义时的词法作用域。

要说明闭包, for 循环是最常见的例子。

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for (var i = 1; i <= 5; i++) {
setTimeout(function timer() {
console.log(i);
}, i * 1000);
}

正常情况下,我们对这段代码行为的预期是分别输出数字 1~5,每秒一次,每次一个。但实际上,这段代码在运行时会以每秒一次的频率输出五次 6。

仔细想一下,延迟函数的回调会在循环结束时才执行。事实上,当定时器运行时即使每个迭代中执行的是 setTimeout(.., 0) ,所有的回调函数依然是在循环结束后才会被执行,因此会每次输出一个 6 出来。

缺陷是我们试图假设循环中的每个迭代在运行时都会给自己“捕获”一个 i 的副本。但是根据作用域的工作原理,实际情况是尽管循环中的五个函数是在各个迭代中分别定义的,但是它们都被封闭在一个共享的全局作用域中,因此实际上只有一个 i 。

我们来试一下通过声明并立即执行一个函数来创建作用域

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for (var i = 1; i <= 5; i++) {
(function () {
setTimeout(function timer() {
console.log(i);
}, i * 1000);
})();
}

这样不行。但是为什么呢?我们现在显然拥有更多的词法作用域了。的确每个延迟函数都会将 IIFE(立即执行函数表达式) 在每次迭代中创建的作用域封闭起来。如果作用域是空的,那么仅仅将它们进行封闭是不够的。仔细看一下,我们的 IIFE 只是一个什么都没有的空作用域。它需要包含一点实质内容才能为我们所用。它需要有自己的变量,用来在每个迭代中储存 i 的值:

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for (var i = 1; i <= 5; i++) {
(function () {
var j = i;
setTimeout(function timer() {
console.log(j);
}, j * 1000);
})();
}

行了!它能正常工作了!。

可以对这段代码进行一些改进:

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for (var i = 1; i <= 5; i++) {
(function (j) {
setTimeout(function timer() {
console.log(j);
}, j * 1000);
})(i);
}

在迭代内使用 IIFE 会为每个迭代都生成一个新的作用域,使得延迟函数的回调可以将新的作用域封闭在每个迭代内部,每个迭代中都会含有一个具有正确值的变量供我们访问。

仔细思考我们对前面的解决方案的分析。我们使用 IIFE 在每次迭代时都创建一个新的作用域。换句话说,每次迭代我们都需要一个块作用域。 let 声明,可以用来劫持块作用域,并且在这个块作用域中声明一个变量。本质上这是将一个块转换成一个可以被关闭的作用域。因此,下面的代码可以正常运行了:

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for (var i = 1; i <= 5; i++) {
let j = i; // 是的,闭包的块作用域!
setTimeout(function timer() {
console.log(j);
}, j * 1000);
}

但是,这还不是全部!for 循环头部的 let 声明还会有一个特殊的行为。这个行为指出变量在循环过程中不止被声明一次,每次迭代都会声明。随后的每个迭代都会使用上一个迭代结束时的值来初始化这个变量。

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for (let i = 1; i <= 5; i++) {
setTimeout(function timer() {
console.log(i);
}, i * 1000);
}

这样,问题解决了!