JavaScript高级程序设计(读书笔记)之函数表达式

时间:2022-05-23 19:12:04

定义函数的方式有两种:一种是函数声明,另一种就是函数表达式。

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

//函数表达式
var functionName = function(arg0, arg1, arg2) {
//函数体
}

函数声明的一个重要特征就是函数声明提升(function declaration hoisting),意思是在执行代码前会先读取函数声明。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Function Declaration Hoisting Example</title>
</head>
<body>
<script type="text/javascript">

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

</script>

</body>
</html>

这个例子不会报错,因为代码在执行前会先读取函数声明。理解函数提升的关键就是区别函数声明和函数表达式之间的区别。
函数表达式的方式有几种表达形式,其中很常见的一种形式就是匿名函数的形式:

var functionName = functionarg0arg1arg2){
//函数体
}

这种情况下创建的函数叫做匿名函数,因为function关键字后面没有标识符。匿名函数的name属性是空字符串。

闭包

不少开发人员总是搞不清匿名函数和闭包这两个概念。闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。而匿名函数是指没有函数名称的函数。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;
}
};
}
无论什么时候在函数中访问一个变量时,都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将会包含函数(即外部函数)的活动对象添加到它的作用域链中。因此,在createComparisonFunction()函数内部定义的匿名函数的作用域链中,实际上将会包含外部函createComparisonFunction()的活动对象。下图展示了当下列代码执行时,包含函数与内部匿名函数的作用域链。
var compare = createComparisonFunction("name");
var result = compare({ name: "Nicholas" }, { name: "Greg" });
**当createComparisonFunction()函数返回后,其执行环境的作用域链会被销毁,但它的活动对象仍然会留在内存中;知道匿名函数被销毁后,createComparisonFunction()的活动对象才会被销毁**
//创建函数
var compareNames = createComparisonFunction("name");

//调用函数
var result = compareNames({ name: "Nicholas" }, { name: "Greg" });

//解除对匿名函数的引用(以便释放内存)
compareNames = null;
闭包的特点: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。过度使用闭包会导致内存占用过多。**作用域链的这种配置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。闭包所保存的是整个变量对象,而不是某个特殊的值**
function createFunctions() {
var result = new Array();

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

return result;
}
每个函数的返回值都是10.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++) {
//匿名函数直接赋值
result[i] = function(num) {
return function() {
return num;
};
}(i);
}

return result;
}
这里匿名函数有一个参数num,也就是最终要返回的参数,在调用每个函数时,我们传入了变量i。由于参数是传递的,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,又创建并返回一个访问num的闭包,因此,result数组中的每个函数都有自己num变量的一个副本。关于this对象因为**匿名函数**(非匿名函数则this指针指向当前执行环境)的执行环境具有全局性,因此其this指针通常指向window。如果想访问作用域中的arguments对象,必须将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",

getNameFunc: function() {
var that = this;
return function() {
return that.name;
};
}
};

alert(object.getNameFunc()()); //"My Object"

私有作用域(块级作用域)

JavaScript从来不会告诉你是否多次声明了同一个变量;遇到这种情况,它只会对后续的声明视而不见(不过,他会执行后续声明中的变量初始化)。匿名函数可以用来模仿块级作用域并避免这个问题。
用作块级作用域(通常称为私用作用域)的匿名函数的语法如下所示。

//立即调用函数表达式
(function()) {
//这里是块级作用域
})();

以上代码定义并立即调用了一个匿名函数。将函数声明包含在一对圆括号中,表示它实际是一个函数表达式。而紧随其后的圆括号会立即调用这个函数。需要注意的是函数声明后不能跟圆括号而函数表达式是可以的:

function(){
//这里是块级作用域
}();//出错

在匿名函数中定义的任何变量,都会在执行结束时销毁。无论在什么地方,只要临时需要一些变量,就可以使用私有作用域,例如:

function outputNumbers(count) {
(function() {
for(var i=0; i<count; i++) {
alert(i);
}
})();

alert(i); //导致一个错误!
}

这种技术经常在全局作用域中被用在函数外部,从而限制向全局作用域中添加过多的变量和函数。一般来说,我们都应该尽量少向全局作用域中添加变量和函数。在一个有很多开发人员共同参与的大型应用程序中,过多的全局变量和函数很容易导致命名冲突。而通过创建私有作用域,每个开发人员既可以使用自己的变量,又不必担心搞乱全局作用域。

私有变量

(使用构造函数)严格来讲,JavaScript中没有私有成员的概念;所有对象属性都是公有的。不过,倒是有一个私有变量的概念。任何在函数中定义的变量,都可以认为是私有变量,因为不能在函数的外部访问这些变量。私有变量包括函数的参数、局部变量和在函数内部定义的其它函数。 如果在函数内部创建闭包,那么闭包通过自己的作用域链也可以访问这些变量。而利用这一点,就可以创建用于访问私有变量的公有方法。 我们把有权访问私有变量和私有函数的公有方法称为特权方法(privileged method)。使用私有和特权成员,可以隐藏那些不应该被直接修改的数据:
function MyObject() {

//私有变量和私有函数
var privateVariable = 10;

function privateFunction() {
return false;
}

//特权方法
this.publicMethod = function() {
privateVariable++;
return privateFunction();
};
}
function Person(name) {

this.getName = function() {
return name;
};

this.setName = function (value) {
name = value;
};
}

var person = new Person("Nihcholas");
alert(person.getName()); //"Nicholas"
person.setName("Greg");
alert(person.getName()); //"Greg"
在Perso构造函数的外部,没有任何方法访问name。由于这两个方法是在构造函数内部定义的,它们作为闭包能够通过作用域链访问name。构造函数定义特权方法也有一个缺点,就是必须使用构造函数模式来达到这个目的。而构造函数模式的缺点是针对每个实例都会创建同样一组新方法,而使用静态私有变量来实现特权方法就可以避免这个问题。

静态私有变量

(使用匿名函数嵌套)通过在私有作用域中定义私有变量或函数,同样也可以创建特权方法,其基本模式如下:
(function() {

//私有变量和私有函数
var privateVariable = 10;

function privateFunction() {
return false;
}

//构造函数
MyObject = function() {
};

//公有/特权方法
MyObject.prototype.publicMethod = function() {
privateVariable++;
return privateFunction();
};

})();
这个模式创建了一个私有作用域,并在其中封装了一个构造函数及相应的方法。在私有作用域中,首先定义了私有变量和私有函数,然后又定义了构造函数及其公有方法。公有方法是在原型上定义的,这一点体现了典型的原型模式。**需要注意的是,在定义构造函数时并没有使用函数声明,而是使用函数表达式,函数声明只能创建局部函数,处于同样原因,没有在声明MyObject时使用var关键字,记住:初始化未经声明的变量,总是会创建一个全局变量,MyObject就成为了一个全局变量,能够在私有作用域之外被访问**。这个模式与在构造函数中定义特权方法的主要区别,就在于**私有变量和函数是由实例共享的**。由于特权方法是在原型上定义的,因此所有实例都使用同一个函数。而这个特权方法,作为一个闭包,总是保存着对包含作用域的引用。
(function() {

var name = "";

Person = function(value) {
name = value;
};

Person.prototye.getName = function() {
return name;
};

Person.prototype.setName = function(value) {
name = value;
};
})();

var person1 = new Person("Nicholas");
alert(person1.getName()); //"Nicholas"
person1.setName("Greg");
alert(person1.getName()); //"Greg"

var person2 = new Person("Michael");
alert(person1.getName()); //"Michael"
alert(person2.getName()); //"Michael"
在一个实例上调用setname()会影响所有实例。**调用setName()或创建一个Person实例都会赋予name属性一个新值。结果就是所有实例都会返回相同的值。**以这种方式创建静态私有变量会因为使用原型而增进代码复用,但每个实例都没有自己的私有变量。到底是使用实例变量,还是静态私有变量,最终还是要视你的具体需求而定。

小结

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作匿名函数;
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argument.callee来递归调用自身,不要使用函数名——函数名可能会发生变化。
当函数内部定义了其它函数时,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:

及时JavaScript中没有正式的私有对象属性的概念,但可以使用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,也可以使用块级模式、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。

详见《JavaScript高级程序设计》3rd Edition