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setTimeout与循环闭包经典面试题详解

闭包题目 settimeout

我在详细图解作用域链与闭包[1]一文中的结尾留下了一个关于setTimeout与循环闭包的思考题。

利用闭包,修改下面的代码,让循环输出的结果依次为1, 2, 3, 4, 5

  1. for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  2. setTimeout(function timer() {
  3. console.log(i);
  4. }, i * 1000);
  5. }

值得高兴的是,很多朋友在阅读了我的文章之后确实对闭包有了更加深刻的了解,并准确的给出了好几种写法。大家能够认真的阅读我的文章并且一个例子一个例子的上手练习,这种认可对我而言真的非常感动。

但是也有一些基础稍差的朋友在阅读了之后,对于这题的理解仍然感到困惑,因此应一些读者老爷的要求,借此文章专门对setTimeout进行一个相关的知识分享,希望大家读完之后都能够有新的收获。

初学setTimeout,我们很容易知道setTimeout有两个参数,第一个参数为一个函数,我们通过该函数定义将要执行的操作。第二个参数为一个时间毫秒数,表示延迟执行的时间。

  1. setTimeout(function() {
  2. console.log('一秒钟之后我将被打印出来')
  3. }, 1000)

执行结果如图

可能不少同学对于setTimeout的理解止步于此,但还是有不少人发现了一些其他的东西,并在评论里提出了疑问。比如上图中的这个数字7,是什么?

每一个setTimeout在执行时,会返回一个唯一ID,上图中的数字7,就是这个唯一ID。我们在使用时,常常会使用一个变量将这个唯一ID保存起来,用以传入clearTimeout,清除定时器。

接下来,我们还需要考虑另外一个重要的问题,那就是setTimeout中定义的操作,在什么时候执行?为了引起大家的重视,我们来看看下面的例子。

  1. var timer = setTimeout(function() {
  2. console.log('setTimeout actions.');
  3. }, 0);
  4. console.log('other actions.');

思考一下,当我将setTimeout的延迟时间设置为0时,上面的执行顺序会是什么?

在浏览器中的console中运行试试看,很容易就能够知道答案,如果你没有猜中答案,那么我这篇文章就值得你点一个赞了,因为接下来我分享的小知识,可能会在笔试中救你一命。

在对于执行上下文[2]的介绍中,我与大家分享了函数调用栈这种特殊数据结构的调用特性。在这里,将会介绍另外一个特殊的队列结构,页面中所有由setTimeout定义的操作,都将放在同一个队列中依次执行。

我用下图跟大家展示一下队列数据结构的特点。

队列:先进先出

而这个队列执行的时间,需要等待到函数调用栈清空之后才开始执行。即所有可执行代码执行完毕之后,才会开始执行由setTimeout定义的操作。而这些操作进入队列的顺序,则由设定的延迟时间来决定。

更加详细的执行顺序,将会在事件循环的文中中描述

因此在上面这个例子中,即使我们将延迟时间设置为0,它定义的操作仍然需要等待所有代码执行完毕之后才开始执行。这里的延迟时间,并非相对于setTimeout执行这一刻,而是相对于其他代码执行完毕这一刻。所以上面的例子执行结果就非常容易理解了。

为了帮助大家理解,再来一个结合变量提升的更加复杂的例子。如果你能够正确看出执行顺序,那么你对于函数的执行就有了比较正确的认识了,如果还不能,就回过头去看看其他几篇文章。

  1. setTimeout(function () {
  2. console.log(a);
  3. }, 0);
  4. var a = 10;
  5. console.log(b);
  6. console.log(fn);
  7. var b = 20;
  8. function fn() {
  9. setTimeout(function () {
  10. console.log('setTImeout 10ms.');
  11. }, 10);
  12. }
  13. fn.toString = function () {
  14. return 30;
  15. }
  16. console.log(fn);
  17. setTimeout(function () {
  18. console.log('setTimeout 20ms.');
  19. }, 20);
  20. fn();

执行结果如图所示。

OK,关于setTimeout就暂时先介绍到这里,我们回过头来看看那个循环闭包的思考题。

  1. for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  2. setTimeout(function timer() {
  3. console.log(i);
  4. }, i * 1000);
  5. }

如果我们直接这样写,根据setTimeout定义的操作在函数调用栈清空之后才会执行的特点,for循环里定义了5个setTimeout操作。而当这些操作开始执行时,for循环的i值,已经先一步变成了6。因此输出结果总为6。而我们想要让输出结果依次执行,我们就必须借助闭包的特性,每次循环时,将i值保存在一个闭包中,当setTimeout中定义的操作执行时,则访问对应闭包保存的i值即可。

而我们知道在函数中闭包判定的准则,即执行时是否在内部定义的函数中访问了上层作用域的变量。我们需要包裹一层自执行函数为闭包的形成提供条件。

因此,我们只需要2个操作就可以完成题目需求,一是使用自执行函数提供闭包条件,二是传入i值并保存在闭包中。

  1. for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  2. (function (i) {
  3. setTimeout(function timer() {
  4. console.log(i);
  5. }, i * 1000);
  6. })(i)
  7. }

利用断点调试,在chrome中查看执行顺序与每一个闭包中不同的i值

当然,也可以在setTimeout的第一个参数处利用闭包。

  1. for (var i = 1; i <= 5; i++) {
  2. setTimeout((function (i) {
  3. return function () {
  4. console.log(i);
  5. }
  6. })(i), i * 1000);
  7. }

References

[1] 详细图解作用域链与闭包: http://www.jianshu.com/p/21a16d44f150
[2] 执行上下文: http://www.jianshu.com/p/a6d37c77e8db

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