Javascript的作用域和闭包知多少？

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1写在前面

在Javascript编程中，闭包是个相当重要且难以理解的概念，并且与作用域知识是密切相关的。那么：

• Javascript中的作用域是什么意思呢?
• 闭包会在哪些场景中使用呢?
• 通过定时器循环输出自增的数字，通过JS代码如何实现呢?

2作用域

作用域：指的是变量的作用范围，即变量能够被访问到的范围。

es5之前只有：全局作用域和函数作用域

es6之后新增：块级作用域

2.1 全局作用域

在Javascript中，全局变量是挂载到window顶级对象下的变量，因此在网页中的任何位置都可以进行使用，并且可以访问到这个全局变量。

function getName(){ 
  var name = "inner"; 
  console.log(name);//"inner" 
} 
 
getName(); 
console.log(name);//name is not defined 

使用全局变量的缺点是：定义很多全局变量的时候，会容易引起变量命名的冲突。因此定义全局变量的时候，要注意作用域的访问范围。

2.2 函数作用域

函数作用域：除了函数内部能够进行访问外，其他地方都是不能够访问的。且此函数执行完毕后，定义在函数作用域的局部变量也会被销毁。

function getName(){ 
  var name = "inner"; 
  console.log(name);//"inner" 
} 
 
getName(); 
console.log(name);//name is not defined 

2.3 块级作用域

块级作用域最直接的表现是：新增的let关键字，使用let关键字定义的变量只能在块级作用域中被访问。这是因为其具有暂时性死区的特点：这个变量在定义之前是不能够被使用的。

在Javascript中，if语句、try...catch...、switch以及for等语句后面{...}里面所包括的都是块级作用域。

console.log(name);//name is not defined 
if(true){ 
  let name = "yichuan"; 
  console.log(name);//"yichuan" 
} 
console.log(name);//name is not defined 

3闭包

在《Javscript高级程序设计》中是这样定义闭包的：闭包指有权访问另外一个函数作用域中的变量的函数。

在MDN中是这样定义的：一个函数和对其周围状态(lexical environment，词法环境)的引用捆绑在一起(或者说函数被引用包围)，这样的组合就是闭包(closure)。也就是说，闭包让你可以在一个内层函数中访问到其外层函数的作用域。在 JavaScript 中，每当创建一个函数，闭包就会在函数创建的同时被创建出来。

对于我们理解，其实闭包就是一个可以访问其它函数内部变量的函数。

通常情况下，函数内部变量是无法在函数外部进行访问的，因此使用闭包的作用就是突破这种限制，使得具备了能够在函数外部访问此函数内部变量的功能。

function func1(){ 
  var name = "yichuan"; 
  return function(){ 
    console.log(name); 
  } 
} 
 
func1();//此处返回的是一个function函数 
var result = func1();//使用result接收这个return出来的函数 
result();//1 

我们看上面的代码其实就已经具有闭包的特点，就是可以在func函数外部去访问name的值。

我们分析下闭包产生的原因，这就需要先理解什么是作用域链。

作用域链：当访问一个变量时，代码解释器会首先在当前作用域进行查找，如果没有查找到，就会去父级作用域进行查找，知道找到该变量或者不存在父级作用域中。

var name = "outer"; 
console.log(name);//outer 
function func1(){ 
  var name = "inner"; 
  console.log(name);//inner 
  function func2(){ 
    var name = "self"; 
    console.log(name);//self 
  } 
  function func3(){ 
    console.log(name);//inner 
  } 
  func2(); 
  func3(); 
} 
 
function func4(){ 
  function func5(){ 
    console.log(name);//outer 
  } 
} 
 
func1(); 
func4(); 

我们看到，在函数func2中使用name变量，他会现在func2中查找到name变量并使用它的值。在函数func3中没有name变量，它就会沿着作用域链向上查找到func1函数中的name变量并使用。在函数func5中，查找并没有name变量，它就会去func4函数中查找也没有，就接着去全局变量查找到name变量并使用。

闭包产生本质就是：当前环境中存在指向父级作用域的引用。

function func1(){ 
  var name = "inner"; 
  function func2(){ 
    console.log(name);//inner 
  } 
  return func2; 
} 
var result = func1(); 
result(); 

是不是只有返回函数的形式才能说产生了闭包呢?当然不是呀，只要让父级作用域的引用存在即可。

var func2; 
function func1(){ 
  var name = "yichuan"; 
  func2 = function(){ 
    console.log(name); 
  } 
} 
func1(); 
func2();//"yichuan" 

所以闭包有哪些表现形式呢?

• 直接返回一个函数
• 在定时器、事件监听、ajax请求、web workers或者任何异步中只要使用到了回调函数，实际上就是在使用闭包
• 作为函数参数传递的形式
• 立即执行函数IIFE，创建了闭包，保存了全局作用域window和当前函数作用域，因此可以输出全局的变量

//定时器 
setTimeout(function(){ 
  console.log("yichuan"); 
},1000); 
 
//事件监听 
const container = document.getElementById("app"); 
container.addEventListener("click",function(){ 
  console.log("event listener"); 
}); 
 
//函数参数传递 
var name = "yichuan"; 
function func1(){ 
  var name = "onechuan"; 
  function func2(){ 
    console.log(name); 
  } 
  func3(func2); 
} 
 
function func3(func){ 
  func();//闭包 
} 
func1();//输出"onechuan" 
 
//立即执行函数 
var name = "yihchuan"; 
(function(){ 
   console.log(name);//"yichuan" 
})(); 

那么，我们应该如何应用闭包解决循环问题呢?

4面试中常考的循环打印问题

例如：在循环中是否是期望的，打印出来的是1、2、3、4、5呢?

for(var i = 1; i <= 5; i++){ 
  setTimeout(function(){ 
    console.log(i); 
  },0); 
} 

答案是否定的，最终打印出来是五个6。这是为什么呢?

这是因为：setTimeout是宏任务，由于js中单线程EventLoop机制，在主线程同步任务执行完毕后才会去执行宏任务，因此循环结束后setTimeout中的回调才会依次执行。而setTimeout函数也是一种闭包，沿着作用域链往上找它的父级作用域就是window，而变量i是window上的全局变量。等开始执行setTimeout函数之前变量i就已经变成了6了，因此最后输出的数值就是5个6。

那么如何解决呢?

//使用立即执行函数 
for(var i = 1; i <= 5; i++){ 
  (function(j){ 
    setTimeout(function(){ 
      console.log(j); 
    },0); 
  })(i) 
} 
 
//使用es6中let 
for(let i = 1; i <= 5; i++){ 
  setTimeout(function(){ 
    console.log(i); 
  },0); 
} 

还有个很难想到的方法，就是使用setTimeout的隐藏的第三个参数。

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

附加参数，一旦定时器到期，它们会作为参数传递给function。但是得注意：IE9 及更早的 IE 浏览器不支持向回调函数传递额外参数(第一种语法)。

5参考文章

《Javascript核心原理精讲》

《MDN》

《Javascript高级程序设计》

6写在后面

闭包的使用在日常的javascript编程中经常出现，使用的场景比较多且复杂，需要读者仔细分析。本篇文章讲到了关于作用域和闭包的知识，其中作用域根据变量的作用范围分为：全局作用域、函数作用域以及块级作用域。而闭包就是一个可以访问其它函数内部变量的函数，在解决for循环打印的问题可以使用立即执行函数、setTimeout的第三参数、es6中的let关键字解决。

注意：闭包在实际开发要注意不要滥用，容易引起内存泄漏。