(十)

函数表达式
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。
递归
递归函数是在一个函数通过名字调用自身的情况下构成的:

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

这是一个经典的递归阶乘函数。虽然这个函数表面看来没什么问题,但下面的代码却可能导致它出错:

var anotherFactorial = factorial;
factorial = null;
alert(anotherFactorial(4)); //出错!

以上代码先把factorial()函数保存在变量anotherFactorial中,然后将factorial变量设置为null,结果指向原始函数的引用只剩下一个。但在接下来调用anotherFactorial()时,由于必须执行factorial(),而factorial已经不再是函数,所以就会导致错误。在这种情况下,使用arguments.callee可以解决这个问题。

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

通过使用arguments.callee代替函数名,可以确保无论怎样调用函数都不会出问题。因此,在编写递归函数时,使用arguments.callee总比使用函数名更保险。
但在严格模式下,不能通过脚本访问arguments.callee,访问这个属性会导致错误。不过,可以使用命名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);
    }
});

以上代码创建了一个名为f()的命名函数表达式,然后将它赋值给变量factorial。即便把函数赋值给了另一个变量,函数的名字f仍然有效,所以递归调用照样能正确完成。这种方式在严格模式和非严格模式下都行得通。

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 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;
        }
    };
}

在这个例子中,var value1 = object1[propertyName];var value2 = object2[propertyName];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createComparisonFunction()的作用域。要彻底搞清楚其中的细节,必须从理解函数被调用的时候都会发生什么入手。
有关如何创建作用域链以及作用域链有什么作用的细节,对彻底理解闭包至关重要。当某个函数被调用时,会创建一个执行环境及相应的作用域链。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。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,......直至作为作用域链重点的全局执行环境。
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同名字的变量。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数createComparisonFunction()的活动对象。

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

在匿名函数从createComparisonFunction()中被返回后,它的作用域链被初始化为包含createComparisonFunction()函数的活动对象和全局变量对象。这样,匿名函数就可以访问在createComparisonFunction()中定义的所有变量。更为重要的是,createComparisonFunction()函数在执行完毕后,其活动对象也不会被销毁,因为匿名函数的作用域链仍然在引用这个活动对象。换句话说,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;

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,我们建议读者只在绝对必要时再考虑使用闭包。虽然像V8等优化后的JavaScript引擎会尝试回收被闭包占用的内存,但请大家还是要慎重使用闭包。

闭包与变量
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。别忘了闭包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;
}

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,即位置0的函数返回0,位置1的函数返回1,以此类推。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createFunctions()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;
}

在重写了前面的createFunctions()函数后,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,并将立即执行该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,又创建并反悔了一个访问num的闭包。这样一来,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。

关于this对象
在闭包中使用this对象也可能会导致一些问题。我们知道,this对象是在运行时基于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。但有时候由于编写闭包的方式不同,这一点可能不会那么明显:

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

前面曾经提到过,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"

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

在几种特殊情况下,this的值可能会意外地改变。比如,下面的代码是修改前面例子的结果:

var name = "The Window";
var object = {
    name: "My Object",
    getName: function () {
        return this.name;
    }
};
object.getName(); //"My Object"
(object.getName)(); //"My Object"
(object.getName = object.getName)(); //"The Window"在非严格模式下

第一行代码跟平常一样调用了object.getName(),返回的是“My Object”,因为this.name就是object.name。第二行代码在调用这个方法前先给它加上了括号。虽然加上括号之后,就好像只是在引用一个函数,但this的值得到了维护,因为object.getName和(object.getName)的定义是相同的。第三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的值不能得到维护,结果就返回了“The Window”。

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