Что такое замыкания javascript

Область видимости переменных, замыкание

JavaScript – язык с сильным функционально-ориентированным уклоном. Он даёт нам много свободы. Функция может быть динамически создана, скопирована в другую переменную или передана как аргумент другой функции и позже вызвана из совершенно другого места.

Мы знаем, что функция может получить доступ к переменным из внешнего окружения, эта возможность используется очень часто.

Но что произойдёт, когда внешние переменные изменятся? Функция получит последнее значение или то, которое существовало на момент создания функции?

И что произойдёт, когда функция переместится в другое место в коде и будет вызвана оттуда – получит ли она доступ к внешним переменным своего нового местоположения?

Разные языки ведут себя по-разному в таких случаях, и в этой главе мы рассмотрим поведение JavaScript.

Мы будем говорить о переменных let/const здесь

В JavaScript существует три способа объявить переменную: let , const (современные), и var (пережиток прошлого).

• В этой статье мы будем использовать переменные let в примерах.
• Переменные, объявленные с помощью const , ведут себя так же, так что эта статья и о них.
• Старые переменные var имеют несколько характерных отличий, они будут рассмотрены в главе Устаревшее ключевое слово «var».

Блоки кода

Если переменная объявлена внутри блока кода <. >, то она видна только внутри этого блока.

 < // выполняем некоторые действия с локальной переменной, которые не должны быть видны снаружи let message = "Hello"; // переменная видна только в этом блоке alert(message); // Hello >alert(message); // ReferenceError: message is not defined

С помощью блоков <. >мы можем изолировать часть кода, выполняющую свою собственную задачу, с переменными, принадлежащими только ей:

Без блоков была бы ошибка

Обратите внимание, что без отдельных блоков возникнет ошибка, если мы используем let с существующим именем переменной:

// показать сообщение let message = "Hello"; alert(message); // показать другое сообщение let message = "Goodbye"; // SyntaxError: Identifier 'message' has already been declared alert(message);

Для if , for , while и т.д. переменные, объявленные в блоке кода <. >, также видны только внутри:

if (true) < let phrase = "Hello"; alert(phrase); // Hello >alert(phrase); // Ошибка, нет такой переменной!

В этом случае после завершения работы if нижний alert не увидит phrase , что и приведет к ошибке.

И это замечательно, поскольку это позволяет нам создавать блочно-локальные переменные, относящиеся только к ветви if .

То же самое можно сказать и про циклы for и while :

for (let i = 0; i < 3; i++) < // переменная i видна только внутри for alert(i); // 0, потом 1, потом 2 >alert(i); // Ошибка, нет такой переменной!

Визуально let i = 0; находится вне блока кода <. >, однако здесь в случае с for есть особенность: переменная, объявленная внутри (. ) , считается частью блока.

Вложенные функции

Функция называется «вложенной», когда она создаётся внутри другой функции.

Это очень легко сделать в JavaScript.

Мы можем использовать это для упорядочивания нашего кода, например, как здесь:

function sayHiBye(firstName, lastName) < // функция-помощник, которую мы используем ниже function getFullName() < return firstName + " " + lastName; >alert( "Hello, " + getFullName() ); alert( "Bye, " + getFullName() ); >

Здесь вложенная функция getFullName() создана для удобства. Она может получить доступ к внешним переменным и, значит, вывести полное имя. В JavaScript вложенные функции используются очень часто.

Что ещё интереснее, вложенная функция может быть возвращена: либо в качестве свойства нового объекта (если внешняя функция создаёт объект с методами), либо сама по себе. И затем может быть использована в любом месте. Не важно где, она всё так же будет иметь доступ к тем же внешним переменным.

Ниже, makeCounter создает функцию «счётчик», которая при каждом вызове возвращает следующее число:

function makeCounter() < let count = 0; return function() < return count++; // есть доступ к внешней переменной "count" >; > let counter = makeCounter(); alert( counter() ); // 0 alert( counter() ); // 1 alert( counter() ); // 2

Несмотря на простоту этого примера, немного модифицированные его варианты применяются на практике, например, в генераторе псевдослучайных чисел и во многих других случаях.

Как это работает? Если мы создадим несколько таких счётчиков, будут ли они независимыми друг от друга? Что происходит с переменными?

Понимание таких вещей полезно для повышения общего уровня владения JavaScript и для более сложных сценариев. Так что давайте немного углубимся.

Лексическое окружение

Здесь водятся драконы!

Глубокое техническое описание – впереди.

Как бы мне ни хотелось избежать низкоуровневых деталей языка, любое представление о JavaScript без них будет недостаточным и неполным, так что приготовьтесь.

Для большей наглядности объяснение разбито на несколько шагов.

Шаг 1. Переменные

В JavaScript у каждой выполняемой функции, блока кода <. >и скрипта есть связанный с ними внутренний (скрытый) объект, называемый лексическим окружением LexicalEnvironment .

Объект лексического окружения состоит из двух частей:

1. Environment Record – объект, в котором как свойства хранятся все локальные переменные (а также некоторая другая информация, такая как значение this ).
2. Ссылка на внешнее лексическое окружение – то есть то, которое соответствует коду снаружи (снаружи от текущих фигурных скобок).

«Переменная» – это просто свойство специального внутреннего объекта: Environment Record . «Получить или изменить переменную», означает, «получить или изменить свойство этого объекта».

Например, в этом простом коде только одно лексическое окружение:

Это, так называемое, глобальное лексическое окружение, связанное со всем скриптом.

На картинке выше прямоугольник означает Environment Record (хранилище переменных), а стрелка означает ссылку на внешнее окружение. У глобального лексического окружения нет внешнего окружения, так что она указывает на null .

По мере выполнения кода лексическое окружение меняется.

Вот более длинный код:

Прямоугольники с правой стороны демонстрируют, как глобальное лексическое окружение изменяется в процессе выполнения кода:

1. При запуске скрипта лексическое окружение предварительно заполняется всеми объявленными переменными.
   • Изначально они находятся в состоянии «Uninitialized». Это особое внутреннее состояние, которое означает, что движок знает о переменной, но на нее нельзя ссылаться, пока она не будет объявлена с помощью let . Это почти то же самое, как если бы переменная не существовала.
2. Появляется определение переменной let phrase . У неё ещё нет присвоенного значения, поэтому присваивается undefined . С этого момента мы можем использовать переменную.
3. Переменной phrase присваивается значение.
4. Переменная phrase меняет значение.

Пока что всё выглядит просто, правда?

• Переменная – это свойство специального внутреннего объекта, связанного с текущим выполняющимся блоком/функцией/скриптом.
• Работа с переменными – это на самом деле работа со свойствами этого объекта.

Лексическое окружение – объект спецификации

«Лексическое окружение» – это объект спецификации: он существует только «теоретически» в спецификации языка для описания того, как все работает. Мы не можем получить этот объект в нашем коде и манипулировать им напрямую.

JavaScript-движки также могут оптимизировать его, отбрасывать неиспользуемые переменные для экономии памяти и выполнять другие внутренние действия, но при этом видимое поведение остается таким, как описано.

Шаг 2. Function Declaration

Функция – это тоже значение, как и переменная.

Разница заключается в том, что Function Declaration мгновенно инициализируется полностью.

Когда создается лексическое окружение, Function Declaration сразу же становится функцией, готовой к использованию (в отличие от let , который до момента объявления не может быть использован).

Именно поэтому мы можем вызвать функцию, объявленную как Function Declaration, до самого её объявления.

Вот, к примеру, начальное состояние глобального лексического окружения при добавлении функции:

Конечно, такое поведение касается только Function Declaration, а не Function Expression, в которых мы присваиваем функцию переменной, например, let say = function(name) <. >.

Шаг 3. Внутреннее и внешнее лексическое окружение

Когда запускается функция, в начале ее вызова автоматически создается новое лексическое окружение для хранения локальных переменных и параметров вызова.

Например, для say(«John») это выглядит так (выполнение находится на строке, отмеченной стрелкой):

В процессе вызова функции у нас есть два лексических окружения: внутреннее (для вызываемой функции) и внешнее (глобальное):

• Внутреннее лексическое окружение соответствует текущему выполнению say . В нём находится одна переменная name , аргумент функции. Мы вызываем say(«John») , так что значение переменной name равно «John» .
• Внешнее лексическое окружение – это глобальное лексическое окружение. В нём находятся переменная phrase и сама функция.

У внутреннего лексического окружения есть ссылка на внешнее outer .

Когда код хочет получить доступ к переменной – сначала происходит поиск во внутреннем лексическом окружении, затем во внешнем, затем в следующем и так далее, до глобального.

Если переменная не была найдена, это будет ошибкой в строгом режиме ( use strict ). Без строгого режима, для обратной совместимости, присваивание несуществующей переменной создаёт новую глобальную переменную с таким же именем.

Давайте посмотрим, как происходит поиск в нашем примере:

• Для переменной name , alert внутри say сразу же находит ее во внутреннем лексическом окружении.
• Когда alert хочет получить доступ к phrase , он не находит её локально, поэтому вынужден обратиться к внешнему лексическому окружению и находит phrase там.

Шаг 4. Возврат функции

Давайте вернёмся к примеру с makeCounter :

function makeCounter() < let count = 0; return function() < return count++; >; > let counter = makeCounter();

В начале каждого вызова makeCounter() создается новый объект лексического окружения, в котором хранятся переменные для конкретного запуска makeCounter .

Таким образом, мы имеем два вложенных лексических окружения, как в примере выше:

Отличие заключается в том, что во время выполнения makeCounter() создается крошечная вложенная функция, состоящая всего из одной строки: return count++ . Мы ее еще не запускаем, а только создаем.

Все функции помнят лексическое окружение, в котором они были созданы. Технически здесь нет никакой магии: все функции имеют скрытое свойство [[Environment]] , которое хранит ссылку на лексическое окружение, в котором была создана функция:

Таким образом, counter.[[Environment]] имеет ссылку на лексического окружения. Так функция запоминает, где она была создана, независимо от того, где она вызывается. Ссылка на [[Environment]] устанавливается один раз и навсегда при создании функции.

Впоследствии, при вызове counter() , для этого вызова создается новое лексическое окружение, а его внешняя ссылка на лексическое окружение берется из counter.[[Environment]] :

Теперь, когда код внутри counter() ищет переменную count , он сначала ищет ее в собственном лексическом окружении (пустом, так как там нет локальных переменных), а затем в лексическом окружении внешнего вызова makeCounter() , где находит count и изменяет ее.

Переменная обновляется в том лексическом окружении, в котором она существует.

Вот состояние после выполнения:

Если мы вызовем counter() несколько раз, то в одном и том же месте переменная count будет увеличена до 2 , 3 и т.д.

В программировании есть общий термин: «замыкание», – который должен знать каждый разработчик.

Замыкание – это функция, которая запоминает свои внешние переменные и может получить к ним доступ. В некоторых языках это невозможно, или функция должна быть написана специальным образом, чтобы получилось замыкание. Но, как было описано выше, в JavaScript, все функции изначально являются замыканиями (есть только одно исключение, про которое будет рассказано в Синтаксис «new Function»).

То есть они автоматически запоминают, где были созданы, с помощью скрытого свойства [[Environment]] , и все они могут получить доступ к внешним переменным.

Когда на собеседовании фронтенд-разработчику задают вопрос: «что такое замыкание?», – правильным ответом будет определение замыкания и объяснения того факта, что все функции в JavaScript являются замыканиями, и, может быть, несколько слов о технических деталях: свойстве [[Environment]] и о том, как работает лексическое окружение.

Сборка мусора

Обычно лексическое окружение удаляется из памяти вместе со всеми переменными после завершения вызова функции. Это связано с тем, что на него нет ссылок. Как и любой объект JavaScript, оно хранится в памяти только до тех пор, пока к нему можно обратиться.

Однако если существует вложенная функция, которая все еще доступна после завершения функции, то она имеет свойство [[Environment]] , ссылающееся на лексическое окружение.

В этом случае лексическое окружение остается доступным даже после завершения работы функции.

function f() < let value = 123; return function() < alert(value); >> let g = f(); // g.[[Environment]] хранит ссылку на лексическое окружение // из соответствующего вызова f()

Обратите внимание, что если f() вызывается много раз и результирующие функции сохраняются, то все соответствующие объекты лексического окружения также будут сохранены в памяти. В приведенном ниже коде – все три:

function f() < let value = Math.random(); return function() < alert(value); >; > // 3 функции в массиве, каждая из которых ссылается на лексическое окружение // из соответствующего вызова f() let arr = [f(), f(), f()];

Объект лексического окружения исчезает, когда становится недоступным (как и любой другой объект). Другими словами, он существует только до тех пор, пока на него ссылается хотя бы одна вложенная функция.

В приведенном ниже коде после удаления вложенной функции ее окружающее лексическое окружение (а значит, и value ) очищается из памяти:

function f() < let value = 123; return function() < alert(value); >> let g = f(); // пока существует функция g, value остается в памяти g = null; // . и теперь память очищена.

Оптимизация на практике

Как мы видели, в теории, пока функция жива, все внешние переменные тоже сохраняются.

Но на практике движки JavaScript пытаются это оптимизировать. Они анализируют использование переменных и, если легко по коду понять, что внешняя переменная не используется – она удаляется.

Одним из важных побочных эффектов в V8 (Chrome, Edge, Opera) является то, что такая переменная становится недоступной при отладке.

Попробуйте запустить следующий пример в Chrome с открытой Developer Tools.

Когда код будет поставлен на паузу, напишите в консоли alert(value) .

function f() < let value = Math.random(); function g() < debugger; // в консоли: напишите alert(value); Такой переменной нет! >return g; > let g = f(); g();

Как вы можете видеть – такой переменной не существует! В теории, она должна быть доступна, но попала под оптимизацию движка.

Это может приводить к забавным (если удаётся решить быстро) проблемам при отладке. Одна из них – мы можем увидеть не ту внешнюю переменную при совпадающих названиях:

let value = "Сюрприз!"; function f() < let value = "ближайшее значение"; function g() < debugger; // в консоли: напишите alert(value); Сюрприз! >return g; > let g = f(); g();

Эту особенность V8 полезно знать. Если вы занимаетесь отладкой в Chrome/Edge/Opera, рано или поздно вы с ней столкнётесь.

Это не баг в отладчике, а скорее особенность V8. Возможно со временем это изменится. Вы всегда можете проверить это, запустив примеры на этой странице.

Задачи

Учитывает ли функция последние изменения?

важность: 5

Функция sayHi использует имя внешней переменной. Какое значение будет использоваться при выполнении функции?

let name = "John"; function sayHi() < alert("Hi, " + name); >name = "Pete"; sayHi(); // что будет показано: "John" или "Pete"?

Такие ситуации встречаются как при разработке для браузера, так и для сервера. Функция может быть назначена на выполнение позже, чем она была создана, например, после действия пользователя или сетевого запроса.

Итак, вопрос: учитывает ли она последние изменения?

Ответ: Pete.

Функция получает внешние переменные в том виде, в котором они находятся сейчас, она использует самые последние значения.

Старые значения переменных нигде не сохраняются. Когда функция обращается к переменной, она берет текущее значение из своего или внешнего лексического окружения.

Какие переменные доступны?

важность: 5

Приведенная ниже функция makeWorker создает другую функцию и возвращает ее. Эта новая функция может быть вызвана из другого места.

Будет ли она иметь доступ к внешним переменным из места своего создания, или из места вызова, или из обоих мест?

function makeWorker() < let name = "Pete"; return function() < alert(name); >; > let name = "John"; // создаём функцию let work = makeWorker(); // вызываем её work(); // что будет показано?

Какое значение будет показано? «Pete» или «John»?

Ответ: Pete.

Функция work() в приведенном ниже коде получает name из места его происхождения через ссылку на внешнее лексическое окружение:

Таким образом, в результате мы получаем «Pete» .

Но если бы в makeWorker() не было let name , то поиск шел бы снаружи и брал глобальную переменную, что мы видим из приведенной выше цепочки. В этом случае результатом было бы «John» .

Независимы ли счётчики?

важность: 5

Здесь мы делаем два счётчика: counter и counter2 , используя одну и ту же функцию makeCounter .

Они независимы? Что покажет второй счётчик? 0,1 или 2,3 или что-то ещё?

function makeCounter() < let count = 0; return function() < return count++; >; > let counter = makeCounter(); let counter2 = makeCounter(); alert( counter() ); // 0 alert( counter() ); // 1 alert( counter2() ); // ? alert( counter2() ); // ?

Ответ: 0,1.

Функции counter и counter2 созданы разными вызовами makeCounter .

Так что у них независимые внешние лексические окружения, у каждого из которых свой собственный count .

Замыкания в JavaScript для начинающих

Замыкания — это одна из фундаментальных концепций JavaScript, вызывающая сложности у многих новичков, знать и понимать которую должен каждый JS-программист. Хорошо разобравшись с замыканиями, вы сможете писать более качественный, эффективный и чистый код. А это, в свою очередь, будет способствовать вашему профессиональному росту.

Материал, перевод которого мы публикуем сегодня, посвящён рассказу о внутренних механизмах замыканий и о том, как они работают в JavaScript-программах.

Что такое замыкание?

Замыкание — это функция, у которой есть доступ к области видимости, сформированной внешней по отношению к ней функции даже после того, как эта внешняя функция завершила работу. Это значит, что в замыкании могут храниться переменные, объявленные во внешней функции и переданные ей аргументы. Прежде чем мы перейдём, собственно, к замыканиям, разберёмся с понятием «лексическое окружение».

Что такое лексическое окружение?

Понятие «лексическое окружение» или «статическое окружение» в JavaScript относится к возможности доступа к переменным, функциям и объектам на основе их физического расположения в исходном коде. Рассмотрим пример:

let a = 'global'; function outer() < let b = 'outer'; function inner() < let c = 'inner' console.log(c); // 'inner' console.log(b); // 'outer' console.log(a); // 'global' >console.log(a); // 'global' console.log(b); // 'outer' inner(); > outer(); console.log(a); // 'global'

Здесь у функции inner() есть доступ к переменным, объявленным в её собственной области видимости, в области видимости функции outer() и в глобальной области видимости. Функция outer() имеет доступ к переменным, объявленным в её собственной области видимости и в глобальной области видимости.

Цепочка областей видимости вышеприведённого кода будет выглядеть так:

Global < outer < inner >>

Обратите внимание на то, что функция inner() окружена лексическим окружением функции outer() , которая, в свою очередь, окружена глобальной областью видимости. Именно поэтому функция inner() может получить доступ к переменным, объявленным в функции outer() и в глобальной области видимости.

Практические примеры замыканий

Рассмотрим, прежде чем разбирать тонкости внутреннего устройства замыканий, несколько практических примеров.

▍Пример №1

function person() < let name = 'Peter'; return function displayName() < console.log(name); >; > let peter = person(); peter(); // 'Peter'

Здесь мы вызываем функцию person() , которая возвращает внутреннюю функцию displayName() , и сохраняем эту функцию в переменной peter . Когда мы, после этого, вызываем функцию peter() (соответствующая переменная, на самом деле, хранит ссылку на функцию displayName() ), в консоль выводится имя Peter .

При этом в функции displayName() нет переменной с именем name , поэтому мы можем сделать вывод о том, что эта функция может каким-то образом получать доступ к переменной, объявленной во внешней по отношению к ней функции, person() , даже после того, как эта функция отработала. Возможно это так из-за того, что функция displayName() , на самом деле, является замыканием.

▍Пример №2

function getCounter() < let counter = 0; return function() < return counter++; >> let count = getCounter(); console.log(count()); // 0 console.log(count()); // 1 console.log(count()); // 2

Тут, как и в предыдущем примере, мы храним ссылку на анонимную внутреннюю функцию, возвращённую функцией getCounter() , в переменной count . Так как функция count() представляет собой замыкание, она может обращаться к переменной counter функции getCount() даже после того, как функция getCounter() завершила работу.

Обратите внимание на то, что значение переменной counter не сбрасывается в 0 при каждом вызове функции count() . Может показаться, что оно должно сбрасываться в 0, как могло бы быть при вызове обычной функции, но этого не происходит.

Всё работает именно так из-за того, что при каждом вызове функции count() для неё создаётся новая область видимости, но существует лишь одна область видимости для функции getCounter() . Так как переменная counter объявлена в области видимости функции getCounter() , её значение между вызовами функции count() сохраняется, не сбрасываясь в 0.

Как работают замыкания?

До сих пор мы говорили о том, что такое замыкания, и рассматривали практические примеры. Теперь поговорим о внутренних механизмах JavaScript, обеспечивающих их работу.

Для того чтобы понять замыкания, нам нужно разобраться с двумя важнейшими концепциями JavaScript. Это — контекст выполнения (Execution Context) и лексическое окружение (Lexical Environment).

▍Контекст выполнения

Контекст выполнения — это абстрактное окружение, в котором вычисляется и выполняется JavaScript-код. Когда выполняется глобальный код, это происходит внутри глобального контекста выполнения. Код функции выполняется внутри контекста выполнения функции.

В некий момент времени может выполняться код лишь в одном контексте выполнения (JavaScript — однопоточный язык программирования). Управление этими процессами ведётся с использованием так называемого стека вызовов (Call Stack).

Стек вызовов — это структура данных, устроенная по принципу LIFO (Last In, First Out — последним вошёл, первым вышел). Новые элементы можно помещать только в верхнюю часть стека, и только из неё же элементы можно изымать.

Текущий контекст выполнения всегда будет в верхней части стека, и когда текущая функция завершает работу, её контекст выполнения извлекается из стека и управление передаётся контексту выполнения, который был расположен ниже контекста этой функции в стеке вызовов.

Рассмотрим следующий пример для того, чтобы лучше разобраться в том, что такое контекст выполнения и стек вызовов:

Пример контекста выполнения

Когда выполняется этот код, JavaScript-движок создаёт глобальный контекст выполнения для выполнения глобального кода, а когда встречает вызов функции first() , создаёт новый контекст выполнения для этой функции и помещает его в верхнюю часть стека.

Стек вызовов этого кода выглядит так:

Стек вызовов

Когда завершается выполнение функции first() , её контекст выполнения извлекается из стека вызовов и управление передаётся контексту выполнения, находящемуся ниже его, то есть — глобальному контексту. После этого будет выполнен оставшийся в глобальной области видимости код.

▍Лексическое окружение

Каждый раз, когда JS-движок создаёт контекст выполнения для выполнения функции или глобального кода, он создаёт и новое лексическое окружение для хранения переменных, объявляемых в этой функции в процессе её выполнения.

Лексическое окружение — это структура данных, которая хранит сведения о соответствии идентификаторов и переменных. Здесь «идентификатор» — это имя переменной или функции, а «переменная» — это ссылка на объект (сюда входят и функции) или значение примитивного типа.

Лексическое окружение содержит два компонента:

• Запись окружения (environment record) — место, где хранятся объявления переменных и функций.
• Ссылка на внешнее окружение (reference to the outer environment) — ссылка, позволяющая обращаться к внешнему (родительскому) лексическому окружению. Это — самый важный компонент, с которым нужно разобраться для того, чтобы понять замыкания.

lexicalEnvironment = < environmentRecord: < : , : > outer: < Reference to the parent lexical environment>>

Взглянем на следующий фрагмент кода:

let a = 'Hello World!'; function first() < let b = 25; console.log('Inside first function'); >first(); console.log('Inside global execution context');

Когда JS-движок создаёт глобальный контекст выполнения для выполнения глобального кода, он создаёт и новое лексическое окружение для хранения переменных и функций, объявленных в глобальной области видимости. В результате лексическое окружение глобальной области видимости будет выглядеть так:

globalLexicalEnvironment = < environmentRecord: < a : 'Hello World!', first : < reference to function object >> outer: null >

Обратите внимание на то, что ссылка на внешнее лексическое окружение ( outer ) установлена в значение null , так как у глобальной области видимости нет внешнего лексического окружения.

Когда движок создаёт контекст выполнения для функции first() , он создаёт и лексическое окружение для хранения переменных, объявленных в этой функции в ходе её выполнения. В результате лексическое окружение функции будет выглядеть так:

functionLexicalEnvironment = < environmentRecord: < b : 25, >outer: >

Ссылка на внешнее лексическое окружение функции установлена в значение , так как в исходном коде код функции находится в глобальной области видимости.

Обратите внимание на то, что когда функция завершит работу, её контекст выполнения извлекается из стека вызовов, но её лексическое окружение может быть удалено из памяти, а может и остаться там. Это зависит от того, существуют ли в других лексических окружениях ссылки на данное лексическое окружение в виде ссылок на внешнее лексическое окружение.

Подробный разбор примеров работы с замыканиями

Теперь, когда мы вооружились знаниями о контексте выполнения и о лексическом окружении, вернёмся к замыканиям и более глубоко проанализируем те же фрагменты кода, которые мы уже рассматривали.

▍Пример №1

Взгляните на данный фрагмент кода:

function person() < let name = 'Peter'; return function displayName() < console.log(name); >; > let peter = person(); peter(); // 'Peter'

Когда выполняется функция person() , JS-движок создаёт новый контекст выполнения и новое лексическое окружение для этой функции. Завершая работу, функция возвращает функцию displayName() , в переменную peter записывается ссылка на эту функцию.

Её лексическое окружение будет выглядеть так:

personLexicalEnvironment = < environmentRecord: < name : 'Peter', displayName: < displayName function reference>> outer: >

Когда функция person() завершает работу, её контекст выполнения извлекается из стека. Но её лексическое окружение остаётся в памяти, так как ссылка на него есть в лексическом окружении её внутренней функции displayName() . В результате переменные, объявленные в этом лексическом окружении, остаются доступными.

Когда вызывается функция peter() (соответствующая переменная хранит ссылку на функцию displayName() ), JS-движок создаёт для этой функции новый контекст выполнения и новое лексическое окружение. Это лексическое окружение будет выглядеть так:

displayNameLexicalEnvironment = < environmentRecord: < >outer: >

В функции displayName() нет переменных, поэтому её запись окружения будет пустой. В процессе выполнения этой функции JS-движок попытается найти переменную name в лексическом окружении функции.

Так как в лексическом окружении функции displayName() искомое найти не удаётся, поиск продолжится во внешнем лексическом окружении, то есть, в лексическом окружении функции person() , которое всё ещё находится в памяти. Там движок находит нужную переменную и выводит её значение в консоль.

▍Пример №2

function getCounter() < let counter = 0; return function() < return counter++; >> let count = getCounter(); console.log(count()); // 0 console.log(count()); // 1 console.log(count()); // 2

Лексическое окружение функции getCounter() будет выглядеть так:

getCounterLexicalEnvironment = < environmentRecord: < counter: 0, : < reference to function>> outer: >

Эта функция возвращает анонимную функцию, которая назначается переменной count .

Когда выполняется функция count() , её лексическое окружение выглядит так:

countLexicalEnvironment = < environmentRecord: < >outer: >

При выполнении этой функции система будет искать переменную counter в её лексическом окружении. В данном случае, опять же, запись окружения функции пуста, поэтому поиск переменной продолжается во внешнем лексическом окружении функции.

Движок находит переменную, выводит её в консоль и инкрементирует переменную counter , хранящуюся в лексическом окружении функции getCounter() .

В результате лексическое окружение функции getCounter() после первого вызова функции count() будет выглядеть так:

getCounterLexicalEnvironment = < environmentRecord: < counter: 1, : < reference to function>> outer: >

При каждом следующем вызове функции count() JavaScript-движок создаёт новое лексическое окружение для этой функции и инкрементирует переменную counter , что приводит к изменениям в лексическом окружении функции getCounter() .

Итоги

В этом материале мы поговорили о том, что такое замыкания, и разобрали глубинные механизмы JavaScript, лежащие в их основе. Замыкания — одна из важнейших фундаментальных концепций JavaScript, её должен понимать каждый JS-разработчик. Понимание замыканий — это одна из ступеней пути к написанию эффективных и качественных приложений.

Уважаемые читатели! Если вы обладаете опытом JS-разработки — просим поделиться с начинающими практическими примерами применения замыканий.

• Блог компании RUVDS.com
• Веб-разработка
• JavaScript

JavaScript — Что такое замыкание?

Урок, в котором рассмотрим что такое замыкание в JavaScript и зачем оно нужно. После этого выполним несколько практических примеров. В первом примере разберём, как происходит замыкание, а во втором — некоторую реальную задачу с использованием front-end фреймворка Bootstrap. В конце урока познакомимся с тем, как можно использовать замыкания для создания приватных переменных и функций.

Замыкание. Как оно работает

В JavaScript функции могут находиться внутри других функций. Когда одна функция находится внутри другой, то внутренняя функция имеет доступ к переменным внешней функции. Другими словами, внутренняя функция, при вызове как бы «запоминает» место в котором она родилась (имеет ссылку на внешнее окружение).

Замыкание — это такой механизм в JavaScript, который даёт нам доступ к переменным внешней функции из внутренней.

В качестве примера рассмотрим функцию, которая в качестве результата будет возвращать другую функцию:

JavaScript

function sayHello() { const message = 'Привет, '; return function(name) { return message + name + '!'; } } const result = sayHello(); // ƒ (name) { return message + name + '!'; } console.log(result('Вася')); // "Привет, Вася!"

В этом примере внутреннюю функцию мы создали анонимной, т.к. к ней мы не будем обращаться по её имени. Это действие мы будем выполнять, используя result . Эту функцию при необходимости мы сможем вызвать в любом месте кода. При этом где бы мы это не делали, она всегда будет иметь доступ к своим внешним переменным.

Лексическое окружение

Чтобы разобраться, как этот пример работает, необходимо сначала рассмотреть, что такое лексическое окружение и когда оно создаётся. Лексическое окружение — это скрытый объект, который связан с функцией и создаётся при её запуске. В нём находятся все локальные переменные этой функции, ссылка на внешнее лексическое окружение, а также некоторая другая информация. Кстати, лексическое окружение в JavaScript создаётся также для скрипта и блоков кода.

• Глобальное лексическое окружение (1) будет создано самим скриптом, в нём будет находиться функция sayHello и константа result . У глобального окружения нет внешнего окружения (ссылка на внешнее окружение равна null ).
• Одно внутреннее лексическое окружение (2) будет создано при вызове функции sayHello , которая нам в качестве результата возвратит другую функцию (её мы сохраним в константу result ). В этом лексическом окружении (2) будет находиться переменная message со значением «Привет, » , и ссылка на внешнее (глобальное) окружение (1).
• Другое внутреннее лексическое окружение (3) соответствует вызову result(‘Вася’) . В нём находится одна переменная name со значением ‘Вася’ и ссылка на внешнее лексическое окружение (2), т.к. в JavaScript функция «запоминает» то место, в котором она была создана.

Таким образом, когда мы вызываем result(‘Вася’) , то создаётся лексическое окружение (3), в котором находится не только name со значением «Вася» , но и ссылка на внешнее окружение (2). Это внешнее окружение (2) было создано при запуске функции sayHello . Оно содержит переменную message со значением «Привет, » . Не смотря на то, что функция sayHello уже выполнилась, её лексическое окружение (2) нам доступно, т.к. у нас есть ссылка на него. А т.к. в лексическом окружении (3) нет переменной message , то оно будет искаться в следующем окружении, на которое указывает текущее. Т.е. в лексическом окружении (2). В этом окружении оно есть. Таким образом, в результате выполнения result(‘Вася’) нам будет возвращено «Привет, Вася!» .

Если после console.log(result(‘Вася’)) мы поместим ещё один вызов функции result , то для него создастся лексическое окружение (4), которое то же будет иметь ссылку на внешнего окружение (2). Но, так как в лексическом окружение (4) переменной message нет, то оно будет взято из окружения (2). В результате, нам в консоль будет выведено «Привет, Петя!» :

JavaScript

console.log(result('Петя')); // "Привет, Петя!"

Изменим немного пример:

JavaScript

const message = 'Привет, '; function sayHello() { return function(name) { return message + name + '!'; } } const result = sayHello(); // ƒ (name) { return message + name + '!'; } console.log(result('Вася')); // "Привет, Вася!"

В этом примере выполнение result(‘Вася’) нам также вернёт «Привет, Вася!» . Это произойдёт потому, что при поиске переменной message , интерпретатор, будет переходить по ссылкам, от одного лексического окружения к другому, начиная с текущего, пока не найдёт её. В данном случае он найдёт эту переменную в глобальном окружении.

Поиск переменной

Как же происходит поиск переменной? Поиск переменной всегда начинается с текущего лексического окружения. Т.е., если переменная будет сразу найдена в текущем лексическом окружении, то её дальнейший поиск прекратится и возвратится значение, которая эта переменная имеет здесь. Если искомая переменная в текущем окружении не будет найдена, то произойдёт переход к следующему окружению (ссылка на которое имеется в текущем). Если она не будет найдена в этом, то опять произойдёт переход к следующему окружению, и т.д. Если при поиске переменной, она будет найдена, то её дальнейший поиск прекратится и возвратится значение, которая она имеет здесь.

В качестве примера поместим константу message в другую функцию:

JavaScript

function getMessage() { const message = 'Привет, '; return message; } function sayHello() { return function(name) { return message + name + '!'; // Uncaught ReferenceError: message is not defined } } console.log(getMessage()); const result = sayHello(); // ƒ (name) { return message + name + '!'; } // произойдёт ошибка когда мы вызовем функцию result('Вася') console.log(result('Вася'));

В этом примере произойдёт ошибка, т.к. переменная message не будет найдена. Интерпретатор при её поиске перейдёт от текущего лексического окружения по ссылкам до глобального. А т.к. в нём этой переменной нет и ссылки на следующее окружение тоже (она равна null ), то интерпретатор выдаст ошибку и дальнейшее выполнение этого сценария прекратится.

Ещё один важный момент заключается в том, что лексические окружения создаются и изменяются в процессе выполнения кода. Рассмотрим это на следующем примере:

JavaScript

function sayHello() { return function(name) { return message + name + '!'; } } const result = sayHello(); // ƒ (name) { return message + name + '!'; } let message = 'Привет, '; console.log(result('Вася')); // "Привет, Вася!" message = 'Здравствуйте, '; console.log(result('Вася')); // "Здравствуйте, Вася!"

В этом примере, когда мы первый раз вызываем функцию result(‘Вася’) , в глобальном лексическом окружении переменная message имеет значение ‘Привет, ‘ . В результате мы получим строку «Привет, Вася!» . При втором вызове переменная message имеет уже значение ‘Здравствуйте, ‘ . В результате мы уже получим строку «Здравствуйте, Вася!» .

В JavaScript все функции, кроме функций-конструкторов, являются замыканиями. При вызове функций-конструкторов им в качестве внешнего окружения присваивается ссылка на глобальное окружение, и следовательно, они имеют доступ только к глобальным переменным.

Сборка мусора

В JavaScript лексическое окружение обычно удаляется после того, как функция выполнилась. Это происходит только тогда, когда у нас нет ссылок на это окружение. Как например, в этом примере:

JavaScript

function sayHello(name) { return 'Привет, ' + name + '!'; } console.log(sayHello('Вася')); // "Привет, Вася!"

Но в вышеприведённых примерах со вложенными функциями, у нас лексическое окружение внешней функции оставалась доступным после её выполнения. Т.к. на на неё оставалась ссылка у вложенной функции. А пока есть доступ к лексическому окружению, автоматический сборщик мусора не может его удалить, и оно остаётся держаться в памяти.

Для чего нужны замыкания? Замыкания, например, могут использоваться для «запоминания» параметров, защиты данных (инкапсуляции), привязывания функции к определённому контексту и др. Замыкания положены в основу многих паттернов (шаблонов для написания кода).

Использование замыкания для создания приватных переменных и функций

Замыкания в JavaScript можно использовать для создания приватных переменных и функций.

JavaScript

const counter = () => { // приватная переменная _counter let _counter = 0; // приватная функция _changeBy (изменяет значение переменой _counter на переданное ей значение в качестве аргумента) const _changeBy = (value) => { _counter += value; }; // возвращаемое значение функции (объект, состоящий из 3 методов) return { // публичный метод (функция) increment (для увеличения счетчика на 1) increment() { _changeBy(1); }, // публичный метод (функция) decrement (для уменьшения счетчика на 1) decrement() { _changeBy(-1); }, // публичный метод (функция) value (для получения текущего значения _counter) value() { return _counter; }, }; }; // создадим счетчик 1 const counter1 = counter(); // создадим счетчик 2 const counter2 = counter(); counter1.increment(); counter1.increment(); console.log(counter1.value()); // 2 counter1.decrement(); console.log(counter1.value()); // 1 counter2.decrement(); counter2.decrement(); console.log(counter2.value()); // -2

Напрямую обратиться к _counter и _changeBy нельзя.

JavaScript

console.log(counter1._counter); // undefined counter1._changeBy(1); // Uncaught TypeError: counter1._changeBy is not a function

Обратиться к ним можно только через функции increment , decrement и value .

Примеры для подробного рассмотрения лексического окружения и замыкания

JavaScript

function one() { console.log(num); // Uncaught ReferenceError: num is not defined } function two() { const num = 5; one(); } two();

В этом примере мы получим ошибку. Т.к. функция one имеет в качестве внешнего окружения глобальное, и, следовательно, не может получить доступ к переменной num даже не смотря на то, что вызываем мы её внутри функции two .

JavaScript

function one(num1) { console.log(num1 + num2); } function two() { const num2 = 20; one(num2); } two(); // ?

Какой ответ мы получим в результате выполнения этого примера?

JavaScript

const num2 = 3; function one(num1) { console.log(num1 + num2); } function two() { const num2 = 20; one(num2); } two(); // ?

Какой результат будет в результате выполнения этого примера?

JavaScript — Замыкание на примере

Рассмотрим на примере, как происходит замыкание в JavaScript.

Объявим некоторую функцию, например f1 . Внутри этой функции объявим ещё одну функцию f2 (внутреннюю) и вернём её в качестве результата первой. Функция f1 пусть имеет параметр (переменную) x , а функция f2 — параметр (переменную) y . Функция f2 кроме доступа к параметру x имеет ещё доступ и к параметру y (по цепочки областей видимости).

JavaScript

//родительская функция для f2 function f1(x) { //внутренняя функция f2 по отношению к f1 function f2(y) { return x + y; } //родительская функция возвращает в качестве результата внутреннюю функцию return f2; }

Теперь перейдём к самому интересному, а именно рассмотрим, что произойдёт, если некоторой переменной c1 присвоить вызов функции f1(2) .

JavaScript

var c1 = f1(2);

В результате выполнения функция f1(2) вернёт другую (внутреннюю) функцию f2 . Но, функция f2 в данном контексте позволяет получить значения переменных родительской функции ( f1 ) даже несмотря на то, что функция f1 уже завершила своё выполнение.

Посмотрим детальную информацию о функции:

JavaScript

console.dir(c1);

На изображение видно, что внутренняя функция запомнила окружение, в котором была создана. Она имеет доступ к переменной x родительской функции. Значение данной переменной ( x ) равно числу 2.

Теперь выведем в консоль значение функции c1(5) :

JavaScript

console.log(c1(5));

Данная инструкция отобразит в консоли результат сложения значений параметров x и y . Значение x функция f2 будет брать из родительской области видимости.

Повторим вышепредставленные действия, но уже используя другую переменную ( c2 ):

JavaScript

var c2= f1(5); console.dir(c2); console.log(c2(5));

Представим переменные и функции рассмотренного примера для наглядности в виде следующей схемы:

Итоговый js-код рассмотренного примера:

JavaScript

//родительская функция function f1(x) { //внутренняя функция f2 function f2(y) { return x + y; } //родительская функция возвращает в качестве результата внутреннюю функцию return f2; } var c1 = f1(2); var c2 = f1(5); //отобразим детальную информацию о функции c1 console.dir(c1); //отобразим детальную информацию о функции c2 console.dir(c2); console.log(c1(5)); //7 console.log(c2(5)); //10

Замыкания на практике

Замыкания в JavaScript являются очень интересной вещью. Они позволяют связать некоторые данные с функцией. Это очень похоже на то, как это реализовано в объекте, который позволяет связать свойства (переменные) и методы (действия над этими переменными). Такие задачи в веб-разработке попадаются очень часто. Давайте рассмотрим одну из подобных задач.

Допустим, необходимо создать несколько модальных окон на странице с привязкой их к конкретным кнопкам. Кроме этого в задании говорится ещё о том, что необходимо сделать так, чтобы можно было легко менять при необходимости заголовок и содержимое модального окна.

Кнопки, открывающие модальные окна:

Кнопка 1 Кнопка 2 Кнопка 3

Функция, возвращая в качестве результата другую функцию:

JavaScript

function modalContent(idModal,idButton){ //переменная, содержащая код модального окна Bootstrap var modal='
'+ '
'+ '
'+ ''+ '×'+ '
 '+ '
'+ 'Закрыть'+ '
'; //инструкция, добавляющая HTML-код модального окна сразу после открывающего тега body $(modal).prependTo('body'); //связываем модальное окно с кнопкой: $('#'+idButton).click(function(){ $('#'+idModal).modal('show'); }); // функция modalContent возвращает в качестве результата другую функцию return function(modalTitle,modalBody) { //устанавливаем заголовок модальному окну $('#'+idModal).find('.modal-title').html(modalTitle); //устанавливаем модальному окну содержимое $('#'+idModal).find('.modal-body').html(modalBody); } }

Код, который выполняет создание модальных окон и установлением каждому из них заголовка и некоторого содержимого:

JavaScript

$(function(){ //1 модальное окно var modal1 = modalContent('modal1','myButton1'); modal1('Заголовок 1','
Содержимое 1.
 '); //2 модальное окно var modal2 = modalContent('modal2','myButton2'); modal2('Заголовок 2','
Содержимое 2.
 '); //3 модальное окно var modal3 = modalContent('modal3','myButton3'); modal3('Заголовок 3','
Содержимое 3.
 '); });

Итоговый код (кнопки + скрипт):

  Кнопка 1 Кнопка 2 Кнопка 3

Если необходимо изменить при наступлении каких-то событий заголовок и содержимое модального окна (например, второго), то это будет выглядеть так:

JavaScript
 
modal2('Другой заголовок','
Другое содержимое.
 ');
Замыкания
Замыкание — это комбинация функции и лексического окружения, в котором эта функция была определена. Другими словами, замыкание даёт вам доступ к Scope (en-US)  внешней функции из внутренней функции. В JavaScript замыкания создаются каждый раз при создании функции, во время её создания.
Лексическая область видимости
Рассмотрим следующий пример:
function init()  var name = "Mozilla"; // name - локальная переменная, созданная в init function displayName()  // displayName() - внутренняя функция, замыкание alert(name); // displayName() использует переменную, объявленную в родительской функции > displayName(); > init(); 
init() создаёт локальную переменную name и определяет функцию displayName() . displayName() — это внутренняя функция — она определена внутри init() и доступна только внутри тела функции init() . Обратите внимание, что функция displayName() не имеет никаких собственных локальных переменных. Однако, поскольку внутренние функции имеют доступ к переменным внешних функций, displayName() может иметь доступ к переменной name , объявленной в родительской функции init() .
Выполните этот код и обратите внимание, что команда alert() внутри displayName() благополучно выводит на экран содержимое переменной name объявленной в родительской функции. Это пример так называемой лексической области видимости (lexical scoping): в JavaScript область действия переменной определяется по её расположению в коде (это очевидно лексически), и вложенные функции имеют доступ к переменным, объявленным вовне. Этот механизм и называется Lexical scoping (область действия, ограниченная лексически).
Замыкание
Рассмотрим следующий пример:
function makeFunc()  var name = "Mozilla"; function displayName()  alert(name); > return displayName; > var myFunc = makeFunc(); myFunc(); 
Если выполнить этот код, то результат будет такой же, как и выполнение init() из предыдущего примера: строка "Mozilla" будет показана в JavaScript alert диалоге. Что отличает этот код и представляет для нас интерес, так это то, что внутренняя функция displayName() была возвращена из внешней до того, как была выполнена.
На первый взгляд, кажется неочевидным, что этот код правильный, но он работает. В некоторых языках программирования локальные переменные-функции существуют только во время выполнения этой функции. После завершения выполнения makeFunc() можно ожидать, что переменная name больше не будет доступна. Однако, поскольку код продолжает нормально работать, очевидно, что это не так в случае JavaScript.
Причина в том, что функции в JavaScript формируют так называемые замыкания. Замыкание — это комбинация функции и лексического окружения, в котором эта функция была объявлена. Это окружение состоит из произвольного количества локальных переменных, которые были в области действия функции во время создания замыкания. В рассмотренном примере myFunc — это ссылка на экземпляр функции displayName , созданной в результате выполнения makeFunc . Экземпляр функции displayName в свою очередь сохраняет ссылку на своё лексическое окружение, в котором есть переменная name . По этой причине, когда происходит вызов функции myFunc , переменная name остаётся доступной для использования и сохранённый в ней текст "Mozilla" передаётся в alert .
А вот немного более интересный пример — функция makeAdder :
function makeAdder(x)  return function (y)  return x + y; >; > var add5 = makeAdder(5); var add10 = makeAdder(10); console.log(add5(2)); // 7 console.log(add10(2)); // 12 
Здесь мы определили функцию makeAdder(x) , которая получает единственный аргумент x и возвращает новую функцию. Эта функция получает единственный аргумент y и возвращает сумму x и y .
По существу makeAdder — это фабрика функций: она создаёт функции, которые могут прибавлять определённое значение к своему аргументу. В примере выше мы используем нашу фабричную функцию для создания двух новых функций — одна прибавляет 5 к своему аргументу, вторая прибавляет 10.
add5 и add10 — это примеры замыканий. Эти функции делят одно определение тела функции, но при этом они сохраняют различные окружения. В окружении функции add5 x — это 5, в то время как в окружении add10 x — это 10.
Замыкания на практике
Замыкания полезны тем, что позволяют связать данные (лексическое окружение) с функцией, которая работает с этими данными. Очевидна параллель с объектно-ориентированным программированием, где объекты позволяют нам связать некоторые данные (свойства объекта) с одним или несколькими методами.
Следовательно, замыкания можно использовать везде, где вы обычно использовали объект с одним единственным методом.
Такие ситуации повсеместно встречаются в web-разработке. Большое количество front-end кода, который мы пишем на JavaScript, основано на обработке событий. Мы описываем какое-то поведение, а потом связываем его с событием, которое создаётся пользователем (например, клик мышкой или нажатие клавиши). При этом наш код обычно привязывается к событию в виде обратного/ответного вызова (callback): callback функция - функция выполняемая в ответ на возникновение события.
Давайте рассмотрим практический пример: допустим, мы хотим добавить на страницу несколько кнопок, которые будут менять размер текста. Как вариант, мы можем указать свойство font-size на элементе body в пикселах, а затем устанавливать размер прочих элементов страницы (таких, как заголовки) с использованием относительных единиц em:
body  font-family: Helvetica, Arial, sans-serif; font-size: 12px; > h1  font-size: 1.5em; > h2  font-size: 1.2em; > 
Тогда наши кнопки будут менять свойство font-size элемента body, а остальные элементы страницы просто получат это новое значение и отмасштабируют размер текста благодаря использованию относительных единиц.
Используем следующий JavaScript:
function makeSizer(size)  return function ()  document.body.style.fontSize = size + "px"; >; > var size12 = makeSizer(12); var size14 = makeSizer(14); var size16 = makeSizer(16); 
Теперь size12 , size14 , и size16 - это функции, которые меняют размер текста в элементе body на значения 12, 14, и 16 пикселов, соответственно. После чего мы цепляем эти функции на кнопки примерно так:
.getElementById("size-12").onclick = size12; document.getElementById("size-14").onclick = size14; document.getElementById("size-16").onclick = size16; 
a href="#" id="size-12">12a> a href="#" id="size-14">14a> a href="#" id="size-16">16a> 
Эмуляция частных (private) методов с помощью замыканий
Языки вроде Java позволяют нам объявлять частные (private) методы . Это значит, что они могут быть вызваны только методами того же класса, в котором объявлены.
JavaScript не имеет встроенной возможности сделать такое, но это можно эмулировать с помощью замыкания. Частные методы полезны не только тем, что ограничивают доступ к коду, это также мощное средство глобальной организации пространства имён, позволяющее не засорять публичный интерфейс вашего кода внутренними методами классов.
Код ниже иллюстрирует, как можно использовать замыкания для определения публичных функций, которые имеют доступ к закрытым от пользователя (private) функциям и переменным. Такая манера программирования называется модульное программирование:
var Counter = (function ()  var privateCounter = 0; function changeBy(val)  privateCounter += val; > return  increment: function ()  changeBy(1); >, decrement: function ()  changeBy(-1); >, value: function ()  return privateCounter; >, >; >)(); alert(Counter.value()); /* Alerts 0 */ Counter.increment(); Counter.increment(); alert(Counter.value()); /* Alerts 2 */ Counter.decrement(); alert(Counter.value()); /* Alerts 1 */ 
Тут много чего поменялось. В предыдущем примере каждое замыкание имело свой собственный контекст исполнения (окружение). Здесь мы создаём единое окружение для трёх функций: Counter.increment , Counter.decrement , и Counter.value .
Единое окружение создаётся в теле анонимной функции, которая исполняется в момент описания. Это окружение содержит два приватных элемента: переменную privateCounter и функцию changeBy(val) . Ни один из этих элементов не доступен напрямую, за пределами этой самой анонимной функции. Вместо этого они могут и должны использоваться тремя публичными функциями, которые возвращаются анонимным блоком кода (anonymous wrapper), выполняемым в той же анонимной функции.
Эти три публичные функции являются замыканиями, использующими общий контекст исполнения (окружение). Благодаря механизму lexical scoping в Javascript, все они имеют доступ к переменной privateCounter и функции changeBy .
Заметьте, мы описываем анонимную функцию, создающую счётчик, и тут же запускаем её, присваивая результат исполнения переменной Counter . Но мы также можем не запускать эту функцию сразу, а сохранить её в отдельной переменной, чтобы использовать для дальнейшего создания нескольких счётчиков вот так:
var makeCounter = function ()  var privateCounter = 0; function changeBy(val)  privateCounter += val; > return  increment: function ()  changeBy(1); >, decrement: function ()  changeBy(-1); >, value: function ()  return privateCounter; >, >; >; var Counter1 = makeCounter(); var Counter2 = makeCounter(); alert(Counter1.value()); /* Alerts 0 */ Counter1.increment(); Counter1.increment(); alert(Counter1.value()); /* Alerts 2 */ Counter1.decrement(); alert(Counter1.value()); /* Alerts 1 */ alert(Counter2.value()); /* Alerts 0 */ 
Заметьте, что счётчики работают независимо друг от друга. Это происходит потому, что у каждого из них в момент создания функцией makeCounter() также создавался свой отдельный контекст исполнения (окружение). То есть приватная переменная privateCounter в каждом из счётчиков это действительно отдельная, самостоятельная переменная.
Используя замыкания подобным образом, вы получаете ряд преимуществ, обычно ассоциируемых с объектно-ориентированным программированием, таких как изоляция и инкапсуляция.
Создание замыканий в цикле: Очень частая ошибка
До того, как в версии ECMAScript 6 ввели ключевое слово let , постоянно возникала следующая проблема при создании замыканий внутри цикла. Рассмотрим пример:
p id="help">Helpful notes will appear herep> p>E-mail: input type="text" id="email" name="email" />p> p>Name: input type="text" id="name" name="name" />p> p>Age: input type="text" id="age" name="age" />p> 
function showHelp(help)  document.getElementById("help").innerHTML = help; > function setupHelp()  var helpText = [  id: "email", help: "Ваш адрес e-mail" >,  id: "name", help: "Ваше полное имя" >,  id: "age", help: "Ваш возраст (Вам должно быть больше 16)" >, ]; for (var i = 0; i  helpText.length; i++)  var item = helpText[i]; document.getElementById(item.id).onfocus = function ()  showHelp(item.help); >; > > setupHelp(); 
Массив helpText описывает три подсказки для трёх полей ввода. Цикл пробегает эти описания по очереди и для каждого из полей ввода определяет, что при возникновении события onfocus для этого элемента должна вызываться функция, показывающая соответствующую подсказку.
Если вы запустите этот код, то увидите, что он работает не так, как мы ожидаем интуитивно. Какое поле вы бы ни выбрали, в качестве подсказки всегда будет высвечиваться сообщение о возрасте.
Проблема в том, что функции, присвоенные как обработчики события onfocus , являются замыканиями. Они состоят из описания функции и контекста исполнения (окружения), унаследованного от функции setupHelp . Было создано три замыкания, но все они были созданы с одним и тем же контекстом исполнения. К моменту возникновения события onfocus цикл уже давно отработал, а значит, переменная item (одна и та же для всех трёх замыканий) указывает на последний элемент массива, который как раз в поле возраста.
В качестве решения в этом случае можно предложить использование функции, фабричной функции (function factory), как уже было описано выше в примерах:
function showHelp(help)  document.getElementById("help").innerHTML = help; > function makeHelpCallback(help)  return function ()  showHelp(help); >; > function setupHelp()  var helpText = [  id: "email", help: "Ваш адрес e-mail" >,  id: "name", help: "Ваше полное имя" >,  id: "age", help: "Ваш возраст (Вам должно быть больше 16)" >, ]; for (var i = 0; i  helpText.length; i++)  var item = helpText[i]; document.getElementById(item.id).onfocus = makeHelpCallback(item.help); > > setupHelp(); 
Вот это работает как следует. Вместо того, чтобы делить на всех одно окружение, функция makeHelpCallback создаёт каждому из замыканий своё собственное, в котором переменная item указывает на правильный элемент массива helpText .
Соображения по производительности
Не нужно без необходимости создавать функции внутри функций в тех случаях, когда замыкания не нужны. Использование этой техники увеличивает требования к производительности как в части скорости, так и в части потребления памяти.
Как пример, при написании нового класса есть смысл помещать все методы в прототип его объекта, а не описывать их в тексте конструктора. Если сделать по-другому, то при каждом создании объекта для него будет создан свой экземпляр каждого из методов, вместо того, чтобы наследовать их из прототипа.
Давайте рассмотрим не очень практичный, но показательный пример:
function MyObject(name, message)  this.name = name.toString(); this.message = message.toString(); this.getName = function ()  return this.name; >; this.getMessage = function ()  return this.message; >; > 
Поскольку вышеприведённый код никак не использует преимущества замыканий, его можно переписать следующим образом:
function MyObject(name, message)  this.name = name.toString(); this.message = message.toString(); > MyObject.prototype =  getName: function ()  return this.name; >, getMessage: function ()  return this.message; >, >; 
Методы вынесены в прототип. Тем не менее, переопределять прототип — само по себе является плохой привычкой, поэтому давайте перепишем всё так, чтобы новые методы просто добавились к уже существующему прототипу.
function MyObject(name, message)  this.name = name.toString(); this.message = message.toString(); > MyObject.prototype.getName = function ()  return this.name; >; MyObject.prototype.getMessage = function ()  return this.message; >; 
Код выше можно сделать аккуратнее:
function MyObject(name, message)  this.name = name.toString(); this.message = message.toString(); > (function ()  this.getName = function ()  return this.name; >; this.getMessage = function ()  return this.message; >; >).call(MyObject.prototype); 
В обоих примерах выше методы определяются один раз — в прототипе. И все объекты, использующие данный прототип, будут использовать это определение без дополнительного расхода вычислительных ресурсов. Смотрите подробное описание в статье Подробнее об объектной модели.
Found a content problem with this page?

Edit the page on GitHub.
Report the content issue.
View the source on GitHub.

This page was last modified on 7 авг. 2023 г. by MDN contributors.
Your blueprint for a better internet.


Похожие публикации:

В какие города можно улететь из парижа paris и сколько времени это займет sql
Как восстановить файл excel
Как считать json python
Сколько стоит машина kia sportage