闭包和upvalue

lua构建一个新的函数时, 会创建一个函数对象, 其中包含了函数本身的原型还有函数使用到的外部变量或者常量. 当这个新的函数处于某个函数内部, 我们将这个对象称之为闭包, 它所引用的外部函数的局部变量叫做upvalue.

下面是一个例子:

function f1(n)
    local upvalue = "hello"
    local f2 = function()
        print(upvalue .. " " .. n)
    end

    return f2
end

g1 = f1(500)
g1()
print(g1)

g2 = f1(1500)
g2()
print(g2)


$ luajit copy.lua 
$ hello 500
$ function: 0x00921ae0
$ hello 1500
$ function: 0x00926f28

每次调用f1将生成一个以f2为函数原型, 加上两个upvalue值(n, upvalue)的新函数(闭包). 每个新的闭包保持同一函数原型, 分别保存不同的upvalue. 严格来说, 闭包属于动态的概念, 是在程序运行阶段确定的.

upvalue值的作用域

upvalue实际上是闭包的外部函数的局部变量, 存在于外部函数的堆栈中, 在外部函数的执行过程中, 闭包通过访问外部函数堆栈的upvalue引用来访问upvalue, 一旦外部函数的调用过程完毕, 函数的堆栈被清空, upvalue也会被清除, 此时闭包会将upvalue复制到自己的函数堆栈中以便使用. 外部函数(也可以是闭包)执行完毕之前, 内部的闭包和其子闭包使用的都是外部函数堆栈中的那一份, 任何修改都会影响所有的函数(外部函数, 闭包和其子闭包), 当外部函数执行完毕后, 内部的闭包和其子闭包使用的是内部闭包从外部函数复制的那一份, 可以以此类推到最里层的闭包. 下面举例说明.

function f1(n)
    local upvalue = "hello"

    local f0 = function()
        local f2 = function()
            n = n * 2
            print(upvalue .. " f2 " .. n)
        end
    
        local f3 = function()
            print(upvalue .. " f3 " .. n)
        end

        print(upvalue .. " f0 " .. n)
    
        return f2, f3
    end

    g1, g2 = f0()
    g1()
    g2()

    print(upvalue .. " f1 " .. n)

    return f0
end

g0 =  f1(500)

$ luajit copy.lua 
$ hello f0 500
$ hello f2 1000
$ hello f3 1000
$ hello f1 1000

f1是外部函数, n是其内部变量, 也是内部的f2, f3形成的闭包的upvalue. 要注意的是, 每次进入f1时, 变量n都是不同的, 生成的闭包共享和保存的是当次进入外部函数时的局部变量.

闭包的作用

闭包的主要作用有两个, 一是简洁, 不需要在不使用时生成对象, 也不需要函数名, 二是可以捕获外部变量形成不同的调用环境. 从其名称可以看出来, 闭包的最主要作用是后者, 即可以捕获外部变量.

下面举例说明:

function f1()
    local i = 0

    return function()
        i = i + 1
        return i
    end
end

g1 = f1()
g2 = f1()

print("g1 " .. g1())
print("g1 " .. g1())

print("------------------------")

print("g2 " .. g2())
print("g2 " .. g2())

$ luajit test.lua 
> g1 1
> g1 2
> ------------------------
> g2 1
> g2 2

每次调用f1时会生成不同的局部变量i(值为函数定义时的初始值), 此时闭包将i保存和使用, 与另外的闭包独立开来. g1和g2共享一份函数定义和upvalue初始值, 但是调用环境独立.

这种特性最典型的使用场景是迭代器:

function f1(t)
    local i = 0
    return function()
        i = i + 1
        return t[i]
    end
end

t = {"111", "heell", 5, 6, "3333"}
for e in f1(t) do
    print(e)
end

$ luajit test.lua 
> 111
> heell
> 5
> 6
> 3333

目录

        1.js中匿名函数的N种写法

                最常见的用法：

        2.JavaScript 匿名函数及闭包

                2.1 匿名函数

                        2.1.1 函数的定义

                        2.1.2 匿名函数的创建

                2.2 闭包

                2.3 举例

                2.4 注意

                        2.4.1 闭包允许内层函数引用父函数中的变量，但是该变量是最终值

                         2.4.1 内存泄露

        3.Javascript中匿名函数的多种调用方式

                         最后看看错误的调用方式 

        1.js中匿名函数的N种写法

                        匿名函数没有实际名字，也没有指针，可以通过了解小括号的意义就应该可以理解。小括号有返回值，也就是小括号内的函数或者表达式的返回值，所以说小括号内的function返回值等于小括号的返回值，不难理解 (function(){})()可以将没有名字的函数执行了把…

                最常见的用法：

//代码如下:

(function() { 
alert('water'); 
})(); 

//当然也可以带参数： 
代码如下:

(function(o) { 
alert(o); 
})('water'); 

//想用匿名函数的链式调用？很简单： 
//代码如下:

(function(o) { 
alert(o); 
return arguments.callee; 
})('water')('down'); 

//常见的匿名函数都知道了，看看不常见的： 

//代码如下:

~(function(){ 
alert('water'); 
})();//写法有点酷~ 

//代码如下:

void function(){ 
alert('water'); 
}();//据说效率最高~ 

//代码如下:

+function(){ 
alert('water'); 
}(); 

//代码如下:

-function(){ 
alert('water'); 
}(); 

//代码如下:

~function(){ 
alert('water'); 
}(); 

//代码如下:

!function(){ 
alert('water'); 
}(); 

//代码如下:

(function(){ 
alert('water'); 
}());
//有点强制执行的味道~ 网页打开就会运行并且只能运行一次  

        2.JavaScript 匿名函数及闭包

                2.1 匿名函数

                        函数是JavaScript中最灵活的一种对象，这里只是讲解其匿名函数的用途。匿名函数：就是没有函数名的函数。

                        2.1.1 函数的定义

//第一种：这也是最常规的一种
//代码如下:
function double(x){
    return 2 * x;   
}

第二种：这种方法使用了Function构造函数，把参数列表和函数体都作为字符串，很不方便，不建议使用。
//代码如下:
var double = new Function('x', 'return 2 * x;');

//第三种：
var double = function(x) { 
    return 2* x; 
}
//注意“=”右边的函数就是一个匿名函数，创造完毕函数后，又将该函数赋给了变量square。

                        2.1.2 匿名函数的创建

//第一种方式：就是上面所讲的定义square函数，这也是最常用的方式之一。

//第二种方式：
//代码如下:
(function(x, y){
    alert(x + y);  
})(2, 3);

//这里创建了一个匿名函数(在第一个括号内)，第二个括号用于调用该匿名函数，并传入参数。

                2.2 闭包

                        闭包的英文单词是closure，这是JavaScript中非常重要的一部分知识，因为使用闭包可以大大减少我们的代码量，使我们的代码看上去更加清晰等等，总之功能十分强大。闭包的含义：闭包说白了就是函数的嵌套，内层的函数可以使用外层函数的所有变量，即使外层函数已经执行完毕（这点涉及JavaScript作用域链）。

//示例一
//代码如下:

function checkClosure(){
    var str = 'rain-man';
    setTimeout(
        function(){ alert(str); } //这是一个匿名函数
    , 2000);
}
checkClosure();

                        这个例子看上去十分的简单，仔细分析下它的执行过程还是有许多知识点的：checkClosure函数的执行是瞬间的（也许用时只是0.00001毫秒），在checkClosure的函数体内创建了一个变量str，在checkClosure执行完毕之后str并没有被释放，这是因为setTimeout内的匿名函数存在这对str的引用。待到2秒后函数体内的匿名函数被执行完毕,str才被释放。

//示例二，优化代码
//代码如下:

function forTimeout(x, y){
    alert(x + y);
}
function delay(x , y  , time){
    setTimeout('forTimeout(' +  x + ',' +  y + ')' , time);    
}

/**
 * 上面的delay函数十分难以阅读，也不容易编写，但如果使用闭包就可以让代码更加清晰
 * function delay(x , y , time){
 *     setTimeout(
 *         function(){
 *             forTimeout(x , y) 
 *         }          
 *     , time);   
 * }
 */

                2.3 举例

                        匿名函数最大的用途是创建闭包（这是JavaScript语言的特性之一），并且还可以构建命名空间，以减少全局变量的使用。

//示例三：
//代码如下:

var oEvent = {};
(function(){ 
    var addEvent = function(){ /*代码的实现省略了*/ };
    function removeEvent(){}
    oEvent.addEvent = addEvent;
    oEvent.removeEvent = removeEvent;
})();

                        在这段代码中函数addEvent和removeEvent都是局部变量，但我们可以通过全局变量oEvent使用它，这就大大减少了全局变量的使用，增强了网页的安全性。 我们要想使用此段代码：oEvent.addEvent(document.getElementById('box') , 'click' , function(){});

//示例四：
//代码如下:

var rainman = (function(x , y){
    return x + y;
})(2 , 3);
/**
 * 也可以写成下面的形式，因为第一个括号只是帮助我们阅读，但是不推荐使用下面这种书写格式。
 * var rainman = function(x , y){
 *    return x + y;
 * }(2 , 3);
 */

                        在这里我们创建了一个变量rainman，并通过直接调用匿名函数初始化为5，这种小技巧有时十分实用。

//示例五：
//代码如下:

var outer = null;
(function(){
    var one = 1;
    function inner (){
        one += 1;
        alert(one);
    }
    outer = inner;
})();
outer();    //2
outer();    //3
outer();    //4

                        这段代码中的变量one是一个局部变量（因为它被定义在一个函数之内），因此外部是不可以访问的。但是这里我们创建了inner函数，inner函数是可以访问变量one的；又将全局变量outer引用了inner，所以三次调用outer会弹出递增的结果。

                2.4 注意

                        2.4.1 闭包允许内层函数引用父函数中的变量，但是该变量是最终值

//示例六：
//代码如下:

/**
 * <body>
 * <ul>
 *     <li>one</li>
 *     <li>two</li>
 *     <li>three</li>
 *     <li>one</li>
 * </ul>
 */
var lists = document.getElementsByTagName('li');
for(var i = 0 , len = lists.length ; i < len ; i++){
    lists[ i ].onmouseover = function(){
        alert(i);    
    };
}

                        你会发现当鼠标移过每一个<li&rt;元素时，总是弹出4，而不是我们期待的元素下标。这是为什么呢？注意事项里已经讲了（最终值）。显然这种解释过于简单，当mouseover事件调用监听函数时，首先在匿名函数（ function(){ alert(i); }）内部查找是否定义了 i，结果是没有定义；因此它会向上查找，查找结果是已经定义了，并且i的值是4（循环后的i值）；所以，最终每次弹出的都是4。

//解决方法一：
//代码如下:

var lists = document.getElementsByTagName('li');
for(var i = 0 , len = lists.length ; i < len ; i++){
    (function(index){
        lists[ index ].onmouseover = function(){
            alert(index);    
        };                    
    })(i);
}


//解决方法二：
//代码如下:

var lists = document.getElementsByTagName('li');
for(var i = 0, len = lists.length; i < len; i++){
    lists[ i ].$$index = i;    //通过在Dom元素上绑定$$index属性记录下标
    lists[ i ].onmouseover = function(){
        alert(this.$$index);    
    };
}


//解决方法三：
//代码如下:

function eventListener(list, index){
    list.onmouseover = function(){
        alert(index);
    };
}
var lists = document.getElementsByTagName('li');
for(var i = 0 , len = lists.length ; i < len ; i++){
    eventListener(lists[ i ] , i);
}

                         2.4.1 内存泄露

                                使用闭包十分容易造成浏览器的内存泄露，严重情况下会是浏览器挂死

        3.Javascript中匿名函数的多种调用方式

Javascript中定义函数的方式有多种，函数直接量就是其中一种。如var fun = function(){},这里function如果不赋值给fun那么它就是一个匿名函数。好，看看匿名函数的如何被调用。

//方式1，调用函数，得到返回值。强制运算符使函数调用执行
//代码如下:

(function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
}(3,4)); 

//方式2，调用函数，得到返回值。强制函数直接量执行再返回一个引用，引用再去调用执行
//代码如下:

(function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
})(3,4); 


这种方式也是很多库爱用的调用方式，如jQuery，Mootools

//方式3，使用void
//代码如下:


void function(x) { 
      x = x-1; 
      alert(x); 
}(9);

//方式4，使用-/+运算符
//代码如下:

-function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
}(3,4); 

+function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
}(3,4); 

--function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
}(3,4); 

++function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
}(3,4);

//方式5，使用波浪符(~)
//代码如下:


~function(x, y) { 
    alert(x+y); 
   return x+y; 
}(3, 4);

                         最后看看错误的调用方式 

//代码如下:

function(x,y){ 
    alert(x+y); 
    return x+y; 
}(3,4);