javascript高级编程之函数表达式 递归和闭包函数

定义函数表达式有两种方式:函数声明和函数表达式.

函数声明如下:

function functionName(arg0,arg1,arg2){
 //函数体
}

首先是function关键字,然后是函数的名字.

FF,Safrai,Chrome和Opera都给函数定义了一个非标准的name属性,通过这个属性可以访问到函数指定的名字.这个函数的值永远等于跟在function关键字后面的标识符.

//只在FF,Safari,Chrome和Opera有效
alert(functionName.name)//functionName

函数声明的特征就是函数声明提升(function declaration hoisting),意思是在执行代码之前会先读取函数声明.这就意味着可以把函数声明放在调用它的语句后面.

sayHi();
function sayHi(){
 alert("Hi!");
}

这种例子不会抛出错误,因为在代码执行之前会先读取函数声明.

第二种是函数表达式.

var functionName=function(arg0,arg0,arg2){
 //函数体
}

这种形式看起来好像是常规的变量赋值语句,即创建一个函数并将它赋值给变量functionName.这种情况下创建的函数叫做匿名函数(anonymous function),因为function关键字后面没有标识符.(匿名函数有时候也叫拉姆达函数.)匿名函数的name属性是空字符串.

函数表达式与其他表达式一样,在使用前必须先赋值.

以下代码会导致错误:

syaHi();//Uncaught ReferenceError: syaHi is not defined
var sayHi=function(){
 alert("Hi!");
}

不要像下面这样写代码,这在ECMAScript中属于无效语法,JavaScript引擎会尝试修正错误,但不同浏览器修改不同.

//不要这样做
if(condition){
 function sayHi(){
  alert("Hi!");
 }
}else{
 function sayHi(){
  alert("Yo!");
 }
}

如果是使用函数表达式,就没什么问题了.

//可以这样做
var sayHi;
if(condition){
 sayHi=function(){
  alert("Hi!");
 }
}else{
 sayHi=function(){
  alert("Yo!");
 }
}

能够创建函数再赋值给变量,也就能够把函数作为其它函数的值返回.

function creatComparisonFunction(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;
  }
 };
}

creatComparisonFunction()就返回了一个匿名函数.返回的函数可能会被赋值给一个变量,或者以其他方式被调用;不过,在creatComparisonFunction()函数内部,它是匿名的.在把函数当成值来使用的情况下,都可以使用匿名函数.

7.1 递归

递归函数是一个函数通过名字调用自己的情况下构造的.

function factorial(num){
 if(num<=1){
  return 1;
 }else{
  return num*factorial(num-1);
 }
}

上面是一个经典的递归阶乘函数.下面的代码却可能导致它出错.

var anotherFactorial=factorial;
factorial=null;
alert(anotherFactorial(4));//Uncaught TypeError: factorial is not a function

以上代码先把factorial()函数保存在变量anotherFactorial中,之后又将factorial变量设为null,结果指向原始引用只剩下一个.接下来调用anotherFactorial()时,由于必须执行factorial(),而factorial()已经不再是函数,所以会导致错误.

这种情况下,使用arguments.callee可以解决.

arguments.callee是一个指向正在执行的函数的指针,因此可以用它来实现对函数的递归调用.

function factorial(num){
 if(num<=1){
  return 1;
 }else{
  return num*arguments.callee(num-1);
 }
}

在编写递归函数时,使用arguments.callee总比使用函数名更保险,因为它可以确保无论怎么调用函数都不会出问题.

但在严格模式下,不能通过脚本访问arguments.callee.

不过可以使用函数表达式来达成相同的结果.

var factorial=(function f(num){
 if(num<=1){
  return 1;
 }else{
  return num*f(num-1);
 }
});
console.log(factorial(4));//24

7.2 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 creatComparisonFunction(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;
  }
 };
}

加粗的两行代码是内部函数(一个匿名函数)中的代码,这两行代码访问了外部函数中的变量propertyName.即使这个内部函数被返回了,而且是在其他地方被调用了,但它仍然可以访问变量propertyName.之所以还能够访问这个变量,是因为内部函数的作用域链中包含creatComparisonFunction()的作用域.

当某个函数被调用时,会创建一个执行环境(execution context)及相应的作用域链.然后,使用arguments和其他命名参数的值来初始化函数的活动对象(activation object).但在作用域链中,外部函数的活动对象始终处于第二位,外部函数的外部函数的活动对象处于第三位,....直至作为作用域链终点的全局执行环境.

在函数执行过程中,为读取和写入变量的值,就需要姑作用域链中查找变量.

function compare(value1,value2){
  if(value1<value2){
   return -1;
  }else if(value1>value2){
   return 1;
  }else{
   return 0;
  }
 }
 var result=compare(5,10)
 console.log(result)//-1

以上代码先定义了compare()函数,然后又在全局作用域中调用了它.当调用compare()时,会创建一个包含arguments,value1,value2的活动对象.全局执行环境的变量对象(包含result和compare)在compare()执行环境的作用域链中则处于第二位

后台的每个执行环境都有一个表示变量的对象--变量对象.全局环境的变量对象始终存在,而像compare()函数这样的局部环境的变量对象,则只在函数执行的过程中存在.在创建compare()函数时,会创建一个预先包含全局变量对象的作用域链,这个作用域链被保存在内部的[[Scope]]属性中.当调用compare()函数时,会为函数创建一个执行环境,然后通过复制函数的[[Scope]]属性中的对象构建起执行环境的作用域链.此后,又有一个活动对象(在此作为变量对象使用)被创建并被推入执行环境作用域链的前端.

作用域链本质上是一个指向变量对象的指针列表,它只引用但不实际包含变量对象.

无论什么时候在函数中访问一个变量时,就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量.一般来讲,当函数执行完毕后,局部活动对象就会被销毁,内存中仅保存全局作用域(全局执行环境的变量对象).但是,闭包的情况又有所不同.

在另一个函数内部定义的函数会将包含函数(即外部函数)的活动对象添加到它的作用域中.

var compare=creatComparisonFunction("name");
var result=comapre({name:"Nicholas"},{name:"Greg"});

下图展示了上面代码代码执行时,包含函数与内部匿名函数的作用域.

当createComparisonFunction()函数返回后,其执行环境的作用域会被销毁,但它的活动对象仍然会留在内存中;直到匿名函数被销毁后,createComparisonFunction()的活动对象都会被销毁.

//创建函数
 var compare=creatComparisonFunction("name");
 //调用函数
 var result=comapre({name:"Nicholas"},{name:"Greg"});
 //解除对匿名函数的引用(以便释放内存)
 compareNames=null;

通过将compareNames设置为等于null解除该函数的引用,就等于通知垃圾回收例程将其清除.随着匿名函数函数的作用域链被销毁,其他作用域(除了全局作用域)也都可以安全地销毁了.

由于闭包会携带包含它的函数的作用域,因此会比其他函数占用更多的内存.过度使用闭包可能会导致内存占用过多,慎重使用闭包.

7.2.1 闭包和变量

作用域链的这种配置的机制引出了一个值得注意的副作用,即闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值.

闭包里所保存的是整个变量对象,而不是某个特殊的变量.

function createFunctions(){
 var result=new Array();

 for(var i=0;i<10;i++){
  result[i]=function(){
   return i;
  };
 }
 return result;
}

上面代码里这个函数会返回一个函数数组.表面上看,似乎每个函数都应该返回自己的索引值,但实际上,每个函数都返回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,所以它们引用的都是同一个变量i.当createFunction()函数返回后,变量i的值是10,此时每个函数都引用着保存变量i的同一个变量对象,所以在每个函数内部i的值都是10.

但是,我们可以通过创建另一个匿名函数强制让闭包的行为符合预期.

function createFunctions(){
 var result=new Array();

 for(var i=0;i<10;i++){
  result[i]=function(num){
   return function(){
    return num;
   }
  }(i);
 }
 return result;
}

重写之后,每个函数就会返回各自不同的索引值了.在这个版本中,我们没有直接把闭包赋值给数组,而是定义了一个匿名函数,并将立即执行匿名函数的结果赋给数组.这里的匿名函数有一个参数num,也就是最终的函数要返回的值.在调用每个匿名函数时,我们传入了变量i.由于函数参数是按值传递的,所以就会将变量i的当前值复制给参数num.而在这个匿名函数内部,又创建并返回了一个访问num的闭包.这个一来,result数组中的每个函数都有自己num变量的一个副本,因此就可以返回各自不同的数值了.

7.2.2 关于this对象

this对象是在运行时基本函数的执行环境绑定的:在全局函数中,this等于window,而当函数被作为某个对象的方法调用时,this等于那个对象.不过,匿名函数的执行环境具有全局性,因此其this对象通常指向window.

var name="the window";
var object={
 name:"my object",

 getNameFunc:function(){
  return function(){
   return this.name;
  };
 }
};
alert(object.getNameFunc()());//the window(在非严格模式下)

每个函数在被调用时都会自动取得两个特殊变量:this和arguments.内部函数在搜索这两个变量时,只会搜索到其活动对象为止,因此永远不可能直接访问外部函数中的这两个变量.

不过,把外部作用域中的this对象保存在一个闭包能够访问到的变量里,就可以让闭包访问该对象了.

var name="the window";
var object={
 name:"my object",

 getNameFunc:function(){
  var that=this;
  return function(){
   return that.name;
  };
 }
};
alert(object.getNameFunc()());//my object

在定义匿名函数之前,我们把this对象赋值给了一个名叫that的变量.而在定义了闭包之后,闭包也可以访问这个变量,因为它是我们在包含函数中特意声明的一个变量.即使在函数返回之后,that也仍然引用着object,所以调用object.getNameFunc()()就返回了my object.

注意:this和arguments也存在同样的问题.如果想访问作用域中的arguments对象,必须将对该对象的引用保存到另一个闭包能够访问的变量中.

var name="the window";

var object={
 name:"my object",

 getName:function(){
  return this.name;
 }
};
console.log(object.getName());//my object
console.log((object.getName)());//my object
console.log((object.getName=object.getName)());//the window

最后一行代码先执行了一条赋值语句,然后再调用赋值后的结果.因为这个赋值表达式的值是函数本身,所以this的值不能得到维持,结果就返回了"this window".

7.2.3 内存泄露

由于IE9之前的版本对JScript对象和COM对象使用不同的垃圾收集例程,因此闭包在IE的这些版本中会导致一些特殊的问题.具体来说,如果闭包的作用域链中保存着一个HTML元素,那么就意味着该元素将无法被销毁.

function assignHandlet(){
 var element=document.getElementById("someElement");
 element.onclick=function(){
  alert(element.id);
 };
}

以上代码创建了一个作为element元素事件处理程序的闭包,而这个闭包则又创建了一个循环引用.由于匿名函数保存了一个对assignHandler()的活动对象的引用,因此应付导致无法减少element的引用数.只要匿名函数存在,element的引用数至少也是1,因此它所占用的内存就永远不会被回收.不过这个问题可以通过稍微改写一下代码来解决.

function assignHandlet(){
 var element=document.getElementById("someElement");
 var id=element.id;

 element.onclick=function(){
  alert(id);
 };
 element=null;
}

上面代码中,通过把element.id的一个副本保存在一个变量中,并且在闭包中引用该变量消除了循环引用.

三水点靠木友情提醒大家:闭包会引用包含函数的整个活动对象,而其中包含着element.即使闭包不直接引用element,包含函数的活动对象也仍然会保存一个引用.因此,有必要把element变量设置为null.这样就能够解除对DOM对象的引用,顺利地减少其引用数,确保正常回收其占用的内存.

下面给大家介绍下函数表达式。

在JavaScript 编程中，函数表达式是一种非常有用的技术。使用函数表达式可以无须对函数命名，从而实现动态编程。匿名函数，也称为拉姆达函数，是一种使用JavaScript 函数的强大方式。以下总结了函数表达式的特点。

函数表达式不同于函数声明。函数声明要求有名字，但函数表达式不需要。没有名字的函数表达式也叫做匿名函数。

在无法确定如何引用函数的情况下，递归函数就会变得比较复杂；递归函数应该始终使用arguments.callee 来递归地调用自身，不要使用函数名——函数名可能会发生变化。

当在函数内部定义了其他函数时，就创建了闭包。闭包有权访问包含函数内部的所有变量，原理
如下。

在后台执行环境中，闭包的作用域链包含着它自己的作用域、包含函数的作用域和全局作用域。通常，函数的作用域及其所有变量都会在函数执行结束后被销毁。

但是，当函数返回了一个闭包时，这个函数的作用域将会一直在内存中保存到闭包不存在为止。

使用闭包可以在JavaScript 中模仿块级作用域（JavaScript 本身没有块级作用域的概念），要点如下。

创建并立即调用一个函数，这样既可以执行其中的代码，又不会在内存中留下对该函数的引用。
结果就是函数内部的所有变量都会被立即销毁——除非将某些变量赋值给了包含作用域（即外部作用域）中的变量。
闭包还可以用于在对象中创建私有变量，相关概念和要点如下。即使JavaScript 中没有正式的私有对象属性的概念，但可以使闭包来实现公有方法，而通过公有方法可以访问在包含作用域中定义的变量。
有权访问私有变量的公有方法叫做特权方法。

可以使用构造函数模式、原型模式来实现自定义类型的特权方法，也可以使用模块模式、增强的模块模式来实现单例的特权方法。

JavaScript 中的函数表达式和闭包都是极其有用的特性，利用它们可以实现很多功能。不过，因为创建闭包必须维护额外的作用域，所以过度使用它们可能会占用大量内存。