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title: 04-作用域和闭包
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publish: true
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<ArticleTopAd></ArticleTopAd>
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## 前言
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面试问题：
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- 说一下对变量提升的理解
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- 说明this的几种不同的使用场景
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- 创建10个`<a>`标签，点击的时候弹出来对应的序号
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- 如何理解作用域
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- 实际开发中闭包的应用
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涉及到的知识点：
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- 执行上下文
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- this
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- 作用域
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- 作用域链
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- 闭包
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## 执行上下文
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执行上下文主要有两种情况：
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- 全局代码： 一段`<script>`标签里，有一个全局的执行上下文。所做的事情是：变量定义、函数声明
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- 函数代码：每个函数里有一个上下文。所做的事情是：变量定义、函数声明、this、arguments
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PS：注意“函数声明”和“函数表达式”的区别。
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### 全局执行上下文
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在执行全局代码前将window确定为全局执行上下文。
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（1）对全局数据进行预处理：（并没有赋值）
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- var定义的全局变量==>undefined, 添加为window的属性
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- function声明的全局函数==>赋值(fun), 添加为window的方法
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- this==>赋值(window)
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（2）开始执行全局代码
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### 函数执行上下文
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在调用函数, 准备执行函数体之前, 创建对应的函数执行上下文对象(虚拟的, 存在于栈中)。
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（1）对局部数据进行预处理：
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- 形参变量==>赋值(实参)==>添加为执行上下文的属性
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- arguments==>赋值(实参列表), 添加为执行上下文的属性
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- var定义的局部变量==>undefined, 添加为执行上下文的属性
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- function声明的函数 ==>赋值(fun), 添加为执行上下文的方法
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- this==>赋值(调用函数的对象)
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（2）开始执行函数体代码
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### 执行上下文栈
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- 1.在全局代码执行前, JS引擎就会创建一个栈来存储管理所有的执行上下文对象
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- 2.在全局执行上下文(window)确定后, 将其添加到栈中(压栈)
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- 3.在函数执行上下文创建后, 将其添加到栈中(压栈)
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- 4.在当前函数执行完后,将栈顶的对象移除(出栈)
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- 5.当所有的代码执行完后, 栈中只剩下window
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## this
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this指的是，**调用函数的那个对象**。this永远指向函数运行时所在的对象。
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解析器在调用函数每次都会向函数内部传递进一个隐含的参数，这个隐含的参数就是this。
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根据函数的调用方式的不同，this会指向不同的对象：【重要】
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- 1.以函数的形式调用时，this永远都是window。比如`fun();`相当于`window.fun();`
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- 2.以方法的形式调用时，this是调用方法的那个对象
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- 3.以构造函数的形式调用时，this是新创建的那个对象
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- 4.使用call和apply调用时，this是指定的那个对象
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需要特别提醒的是：this的指向在函数定义时无法确认，只有函数执行时才能确定。
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this的几种场景：
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- 1、作为构造函数执行
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例如：
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```javascript
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function Foo(name) {
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//this = {};
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this.name = name;
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//return this;
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}
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var foo = new Foo();
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```
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- 2、作为对象的属性执行
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```javascript
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var obj = {
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name: 'A',
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printName: function () {
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console.log(this.name);
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}
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}
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obj.printName();
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```
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- 3、作为普通函数执行
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```javascript
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function fn() {
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console.log(this); //this === window
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}
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fn();
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```
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- 4、call apply bind
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## 作用域
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作用域指一个变量的**作用范围**。它是静态的(相对于上下文对象), 在编写代码时就确定了。
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作用：隔离变量，不同作用域下同名变量不会有冲突。
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作用域的分类：
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- 全局作用域
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- 函数作用域
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- 没有块级作用域(ES6有了)
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```javascript
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if (true) {
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var name = 'smyhvae';
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}
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console.log(name);
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```
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上方代码中，并不会报错，因为：虽然 name 是在块里面定义的，但是 name 是全局变量。
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### 全局作用域
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直接编写在script标签中的JS代码，都在全局作用域。
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在全局作用域中：
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- 在全局作用域中有一个全局对象window，它代表的是一个浏览器的窗口，它由浏览器创建我们可以直接使用。
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- 创建的变量都会作为window对象的属性保存。
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- 创建的函数都会作为window对象的方法保存。
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全局作用域中的变量都是全局变量，在页面的任意的部分都可以访问到。
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**变量的声明提前：**（变量提升）
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使用var关键字声明的变量（ 比如 `var a = 1`），**会在所有的代码执行之前被声明**（但是不会赋值），但是如果声明变量时不是用var关键字（比如直接写`a = 1`），则变量不会被声明提前。
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举例1：
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```javascript
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console.log(a);
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var a = 123;
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```
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打印结果：undefined
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举例2：
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```javascript
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console.log(a);
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a = 123; //此时a相当于window.a
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```
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程序会报错：
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**函数的声明提前：**
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- 使用`函数声明`的形式创建的函数`function foo(){}`，**会被声明提前**。
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也就是说，它会在所有的代码执行之前就被创建，所以我们可以在函数声明之前，调用函数。
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- 使用`函数表达式`创建的函数`var foo = function(){}`，**不会被声明提前**，所以不能在声明前调用。
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很好理解，因为此时foo被声明了，且为undefined，并没有给其赋值`function(){}`。
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所以说，下面的例子，会报错：
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### 函数作用域
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**调用函数时创建函数作用域，函数执行完毕以后，函数作用域销毁。**
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每调用一次函数就会创建一个新的函数作用域，他们之间是互相独立的。
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在函数作用域中可以访问到全局作用域的变量，在全局作用域中无法访问到函数作用域的变量。
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在函数中要访问全局变量可以使用window对象。（比如说，全局作用域和函数作用域都定义了变量a，如果想访问全局变量，可以使用`window.a`）
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**提醒1：**
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在函数作用域也有声明提前的特性：
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- 使用var关键字声明的变量，是在函数作用域内有效，而且会在函数中所有的代码执行之前被声明
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- 函数声明也会在函数中所有的代码执行之前执行
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因此，在函数中，没有var声明的变量都会成为**全局变量**，而且并不会提前声明。
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举例1：
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```javascript
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var a = 1;
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function foo() {
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console.log(a);
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a = 2; // 此处的a相当于window.a
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}
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foo();
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console.log(a); //打印结果是2
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```
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上方代码中，foo()的打印结果是`1`。如果去掉第一行代码，打印结果是`Uncaught ReferenceError: a is not defined`
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**提醒2：**定义形参就相当于在函数作用域中声明了变量。
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```
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function fun6(e) {
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console.log(e);
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}
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fun6(); //打印结果为 undefined
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fun6(123);//打印结果为123
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```
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### 作用域与执行上下文的区别
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区别1：
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- 全局作用域之外，每个函数都会创建自己的作用域，作用域在函数定义时就已经确定了。而不是在函数调用时
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- 全局执行上下文环境是在全局作用域确定之后, js代码马上执行之前创建
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- 函数执行上下文是在调用函数时, 函数体代码执行之前创建
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区别2：
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- 作用域是静态的, 只要函数定义好了就一直存在, 且不会再变化
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- 执行上下文是动态的, 调用函数时创建, 函数调用结束时就会自动释放
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联系：
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* 执行上下文(对象)是从属于所在的作用域
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* 全局上下文环境==>全局作用域
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* 函数上下文环境==>对应的函数使用域
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### 作用域链
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当在函数作用域操作一个变量时，它会先在自身作用域中寻找，如果有就直接使用（**就近原则**）。如果没有则向上一级作用域中寻找，直到找到全局作用域；如果全局作用域中依然没有找到，则会报错ReferenceError。
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外部函数定义的变量可以被内部函数所使用，反之则不行。
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```html
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<!DOCTYPE html>
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<html lang="en">
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<head>
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<meta charset="UTF-8">
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<title>Title</title>
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<script>
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//只要是函数就可以创造作用域
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//函数中又可以再创建函数
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//函数内部的作用域可以访问函数外部的作用域
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//如果有多个函数嵌套，那么就会构成一个链式访问结构，这就是作用域链
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//f1--->全局
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function f1(){
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//f2--->f1--->全局
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function f2(){
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//f3---->f2--->f1--->全局
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function f3(){
|
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}
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//f4--->f2--->f1---->全局
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function f4(){
|
||
}
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||
}
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||
//f5--->f1---->全局
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function f5(){
|
||
}
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||
}
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</script>
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</head>
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<body>
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</body>
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</html>
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```
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理解：
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- 多个上下级关系的作用域形成的链, 它的方向是从下向上的(从内到外)
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- 查找变量时就是沿着作用域链来查找的
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查找一个变量的查找规则：
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```javascript
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var a = 1
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function fn1() {
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var b = 2
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function fn2() {
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var c = 3
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console.log(c)
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||
console.log(b)
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console.log(a)
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||
console.log(d)
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||
}
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||
fn2()
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||
}
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||
fn1()
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```
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- 在当前作用域下的执行上下文中查找对应的属性, 如果有直接返回, 否则进入2
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- 在上一级作用域的执行上下文中查找对应的属性, 如果有直接返回, 否则进入3
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- 再次执行2的相同操作, 直到全局作用域, 如果还找不到就抛出找不到的异常
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## 闭包
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闭包就是能够读取其他函数内部数据（变量/函数）的函数。
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只有函数内部的子函数才能读取局部变量，因此可以把闭包简单理解成"定义在一个函数内部的函数"。
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上面这两句话，是阮一峰的文章里的，你不一定能理解，来看下面的讲解和举例。
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### 如何产生闭包
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**当一个嵌套的内部(子)函数引用了嵌套的外部(父)函数的变量或函数时, 就产生了闭包。**
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### 闭包到底是什么?
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> 使用chrome调试查看
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- 理解一: 闭包是嵌套的内部函数(绝大部分人)
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- 理解二: 包含被引用变量 or 函数的对象(极少数人)
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注意: 闭包存在于嵌套的内部函数中。
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### 产生闭包的条件
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- 1.函数嵌套
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- 2.内部函数引用了外部函数的数据(变量/函数)。
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来看看条件2：
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```javascript
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function fn1() {
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function fn2() {
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}
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return fn2;
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}
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fn1();
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```
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上面的代码不会产生闭包，因为内部函数fn2并没有引用外部函数fn1的变量。
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PS：还有一个条件是**外部函数被调用，内部函数被声明**。比如：
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```javascript
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function fn1() {
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var a = 2
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var b = 'abc'
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function fn2() { //fn2内部函数被提前声明，就会产生闭包(不用调用内部函数)
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||
console.log(a)
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}
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||
}
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fn1();
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function fn3() {
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||
var a = 3
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var fun4 = function () { //fun4采用的是“函数表达式”创建的函数，此时内部函数的声明并没有提前
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||
console.log(a)
|
||
}
|
||
}
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||
fn3();
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```
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## 常见的闭包
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- 1. 将一个函数作为另一个函数的返回值
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- 2. 将函数作为实参传递给另一个函数调用。
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### 闭包1：将一个函数作为另一个函数的返回值
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```javascript
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function fn1() {
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||
var a = 2
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||
function fn2() {
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||
a++
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||
console.log(a)
|
||
}
|
||
return fn2
|
||
}
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||
|
||
var f = fn1(); //执行外部函数fn1，返回的是内部函数fn2
|
||
f() // 3 //执行fn2
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||
f() // 4 //再次执行fn2
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```
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当f()第二次执行的时候，a加1了，也就说明了：闭包里的数据没有消失，而是保存在了内存中。如果没有闭包，代码执行完倒数第三行后，变量a就消失了。
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上面的代码中，虽然调用了内部函数两次，但是，闭包对象只创建了一个。
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也就是说，要看闭包对象创建了一个，就看：**外部函数执行了几次**（与内部函数执行几次无关）。
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### 闭包2. 将函数作为实参传递给另一个函数调用
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```javascript
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function showDelay(msg, time) {
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setTimeout(function() { //这个function是闭包，因为是嵌套的子函数，而且引用了外部函数的变量msg
|
||
alert(msg)
|
||
}, time)
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||
}
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||
showDelay('atguigu', 2000)
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```
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||
上面的代码中，闭包是里面的function，因为它是嵌套的子函数，而且引用了外部函数的变量msg。
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## 闭包的作用
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- 作用1. 使用函数内部的变量在函数执行完后, 仍然存活在内存中(延长了局部变量的生命周期)
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- 作用2. 让函数外部可以操作(读写)到函数内部的数据(变量/函数)
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我们让然拿这段代码来分析：
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```javascript
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function fn1() {
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var a = 2
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function fn2() {
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||
a++
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||
console.log(a)
|
||
}
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return fn2;
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||
}
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var f = fn1(); //执行外部函数fn1，返回的是内部函数fn2
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f() // 3 //执行fn2
|
||
f() // 4 //再次执行fn2
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```
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**作用1分析**：
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上方代码中，外部函数fn1执行完毕后，变量a并没有立即消失，而是保存在内存当中。
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**作用2分析：**
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函数fn1中的变量a，是在fn1这个函数作用域内，因此外部无法访问。但是通过闭包，外部就可以操作到变量a。
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达到的效果是：**外界看不到变量a，但可以操作a**。
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比如上面达到的效果是：我看不到变量a，但是每次执行函数后，让a加1。当然，如果我真想看到a，我可以在fn2中将a返回即可。
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回答几个问题：
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- 问题1. 函数执行完后, 函数内部声明的局部变量是否还存在?
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答案：一般是不存在, 存在于闭包中的变量才可能存在。
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闭包能够一直存在的根本原因是`f`，因为`f`接收了`fn1()`，这个是闭包，闭包里有a。注意，此时，fn2并不存在了，但是里面的对象（即闭包）依然存在，因为用`f`接收了。
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- 问题2. 在函数外部能直接访问函数内部的局部变量吗?
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不能，但我们可以通过闭包让外部操作它。
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## 闭包的生命周期
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1. 产生: 嵌套内部函数fn2被声明时就产生了(不是在调用)
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2. 死亡: 嵌套的内部函数成为垃圾对象时。（比如f = null，就可以让f成为垃圾对象。意思是，此时f不再引用闭包这个对象了）
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## 闭包的应用：定义具有特定功能的js模块
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- 将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的)，只向外暴露一个包含n个方法的对象或函数。
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- 模块的使用者, 只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能。
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### 方式一
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（1）myModule.js：（定义一个模块，向外暴露多个函数，供外界调用）
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```javascript
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function myModule() {
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//私有数据
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var msg = 'Smyhvae Haha'
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//操作私有数据的函数
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function doSomething() {
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console.log('doSomething() ' + msg.toUpperCase()); //字符串大写
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}
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function doOtherthing() {
|
||
console.log('doOtherthing() ' + msg.toLowerCase()) //字符串小写
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}
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//通过【对象字面量】的形式进行包裹，向外暴露多个函数
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return {
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doSomething1: doSomething,
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||
doOtherthing2: doOtherthing
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||
}
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||
}
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```
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上方代码中，外界可以通过doSomething1和doOtherthing2来操作里面的数据，但不让外界看到。
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（2）index.html:
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||
```html
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<!DOCTYPE html>
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<html lang="en">
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<head>
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<meta charset="UTF-8">
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<title>05_闭包的应用_自定义JS模块</title>
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</head>
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<body>
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<!--
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闭包的应用 : 定义JS模块
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* 具有特定功能的js文件
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* 将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的)
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* 【重要】只向外暴露一个包含n个方法的对象或函数
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* 模块的使用者, 只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能
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-->
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<script type="text/javascript" src="myModule.js"></script>
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<script type="text/javascript">
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var module = myModule();
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module.doSomething1();
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module.doOtherthing2();
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</script>
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</body>
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</html>
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```
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### 方式二
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同样是实现方式一种的功能，这里我们采取另外一种方式。
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（1）myModule2.js：（是一个立即执行的匿名函数）
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```javascript
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(function () {
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//私有数据
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var msg = 'Smyhvae Haha'
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//操作私有数据的函数
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function doSomething() {
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console.log('doSomething() ' + msg.toUpperCase())
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}
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function doOtherthing() {
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console.log('doOtherthing() ' + msg.toLowerCase())
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}
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//外部函数是即使运行的匿名函数，我们可以把两个方法直接传给window对象
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window.myModule = {
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doSomething1: doSomething,
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doOtherthing2: doOtherthing
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}
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})()
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```
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（2）index.html：
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```html
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<!DOCTYPE html>
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<html lang="en">
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<head>
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<meta charset="UTF-8">
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<title>05_闭包的应用_自定义JS模块2</title>
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</head>
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<body>
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<!--
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闭包的应用2 : 定义JS模块
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* 具有特定功能的js文件
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* 将所有的数据和功能都封装在一个函数内部(私有的)
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* 只向外暴露一个包信n个方法的对象或函数
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||
* 模块的使用者, 只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能
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-->
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<!--引入myModule文件-->
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<script type="text/javascript" src="myModule2.js"></script>
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<script type="text/javascript">
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myModule.doSomething1()
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myModule.doOtherthing2()
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</script>
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</body>
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</html>
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```
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上方两个文件中，我们在`myModule2.js`里直接把两个方法直接传递给window对象了。于是，在index.html中引入这个js文件后，会立即执行里面的匿名函数。在index.html中把myModule直接拿来用即可。
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**总结：**
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当然，方式一和方式二对比后，我们更建议采用方式二，因为很方便。
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但无论如何，两种方式都采用了闭包。
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## 闭包的缺点及解决
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缺点：函数执行完后, 函数内的局部变量没有释放，占用内存时间会变长，容易造成内存泄露。
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解决：能不用闭包就不用，及时释放。比如：
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```javascript
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f = null; // 让内部函数成为垃圾对象 -->回收闭包
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```
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总而言之，你需要它，就是优点；你不需要它，就成了缺点。
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## 内存溢出和内存泄露
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### 内存溢出
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**内存溢出**：一种程序运行出现的错误。当程序运行**需要的内存**超过了剩余的内存时, 就出抛出内存溢出的错误。
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代码举例：
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```javascript
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var obj = {};
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for (var i = 0; i < 10000; i++) {
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obj[i] = new Array(10000000); //把所有的数组内容都放到obj里保存，导致obj占用了很大的内存空间
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console.log("-----");
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}
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```
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### 内存泄漏
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**内存泄漏**：**占用的内存**没有及时释放。
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注意，内存泄露的次数积累多了，就容易导致内存溢出。
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**常见的内存泄露**：
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- 1.意外的全局变量
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- 2.没有及时清理的计时器或回调函数
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- 3.闭包
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情况1举例：
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```javascript
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// 意外的全局变量
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function fn() {
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a = new Array(10000000);
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console.log(a);
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}
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fn();
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```
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情况2举例：
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```javascript
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// 没有及时清理的计时器或回调函数
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var intervalId = setInterval(function () { //启动循环定时器后不清理
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console.log('----')
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}, 1000)
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// clearInterval(intervalId); //清理定时器
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```
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情况3举例：
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```html
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<script type="text/javascript">
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function fn1() {
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var a = 4;
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function fn2() {
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console.log(++a)
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}
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return fn2
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}
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var f = fn1()
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f()
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// f = null //让内部函数成为垃圾对象-->回收闭包
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</script>
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```
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