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详解网红前端经典面试题:setTimeout与循环闭包

最近一道面试试题非常火热,堪称面试界网红:

function test(){
     for (var i=0; i<5; i  ) {
        setTimeout( function timer() {
            console.log(new Date(),i);
        }, 1000 );
    }
    console.log('end',new Date(),i); //为方便后边演示,这里加了打印end标志
}

不理解闭包,变量作用域和setTimeout函数的同学很多会给出答案A:0,1,2,3,4,5和答案B:5,0,1,2,3,4;不奇怪,但正确答案却是5,5,5,5,5,我以前也是。当然相比较,说出答案B至少比答案A多知道setTimeout函数的用法,重点不在那个延迟1000ms,重点在setTimeout函数,后面会细说。
首先三个概念:
setTimeout(code,millisec)函数:用于在指定的毫秒数后调用函数或计算表达式,接受两个参数,第一个参数为一个函数或计算表达式,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。至于什么异步调用,队列这些概念,这里不做详述,可阅读好文
变量作用域:函数内部定义的变量与外部定义的变量,外部指包含这个函数的空间,是父子关系,二不是兄弟,编过程的应该都理解;
闭包:闭包(Closure)是词法闭包(Lexical Closure)的简称,是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在,即使已经离开了创造它的环境也不例外。详细运用,推荐读,个人还是推荐红宝书上面的讲解。
等明白上面第一个settimeout概念后,最后一行为什么先打印最后一行的结果了;
明白变量作用域后,就会明白console.log(‘end’,new Date(),i)中的i是for循环声明的那个i变量,因为var声明的变量不存在代码块({})作用域的概念,所以最后打印的值是5;
明白函数后,和变量作用域一起理解,我们可以得出类似如下所示的图(如果理解不正确,还请大神指正)

图片描述

在for循环声明的五个TimeOut Callback函数都有对变量i的引用,而不是拷贝。因为5个timeout函数都涉及到延迟执行的情况,所以当主线程执行完后(end被打印时),timeout这些回调依次执行(队列:FIFO),此时i的值已经为5了,知道以上这些,后面就简单多了。

开始回到正题:
其实写出这个函数期望输出5,0,1,2,3,4,要达到这个结果,方法有多种,这里列出典型的三种:

方法1:IIFE:

function test(){
    for (var i = 0; i < 5; i  ) {
     (function() { // j = i
      var  j =i;
      setTimeout(function() {
       console.log(new Date, j);
      }, 1000);
     })();
    }
    console.log(new Date, i);
}

方法2:函数调用按值传递:

var output = function (i) {
     setTimeout(function() {
      console.log(new Date, i);
     }, 1000);
};
function test(){
    for (var i = 0; i < 5; i  ) {
     output(i); // 这里传过去的 i 值被复制,而不是引用
    }
    console.log(new Date, i);
}

方法3: ES6 使用le指令声明:

function test(){
     for (let i=0; i<5; i  ) {
        setTimeout( function timer() {
            console.log(new Date(),i);
        }, 1000 );
    }
 //   console.log('end',new Date(),i);  //因为变量作用域的问题,这里会报i 不存在,未声明
}

细度上面的三种方法,其实他们相似度很高。首先方法1(声明即执行)和方法2(提前声明,调用时执行),其实他们的思路完全一致,都利用了JavaSrcipt中函数基本类型变量传值,都是值的拷贝,而不是值的引用,然后通过在for循环中执行一个闭包函数,建立一个闭包作用域,来保证引用的i值为注册该回调函数时的值。立即即执行,如果看着别扭,下面这样写也是可以的:

function test(){
    for (var i = 0; i < 5; i  ) {
     (function() { // j = i
      var  j =i;
      setTimeout(function() {
       console.log(new Date, j);
      }, 1000);
     })();
    }
    console.log(new Date, i);
}

然后方法3,是利用ES6 let命令声明变量块级作用域的概念,和前面for循环使用var声明i不同的是,var声明的i在整个test()函数作用域内有效,每一次循环, 新的i值都会覆盖旧值;而let声明的, 当前的i只在本轮循环有效, 所以每一次循环的i其实都是一个新的变量,所以也导致打印end时,报i 不存在,未声明的错误,这就是块级作用域的效果,所以5个timeout回调函数虽然都引用了变量i,但实际上这5个i是独立的,仅在自己的块级作用域内有效,其写法类似于:

   function test(){
    for (var i=0; i<5; i  ) {
      let j =i;
        setTimeout( function timer() {
            console.log(new Date(),j);
        }, 1000 );
    }
    console.log('end',new Date(),i);
}

所以总体来看,上面的方法解决的思路都是从作用域这个概念上下手的,前两者利用function声明形成了自己的作用域,后者利用let命令形成的块级作用域,而来确保对i值的正确引用。
以上就是自己对这个网红面试题的深入理解,如果有说的有错或模棱两可的地方,还请不吝指教。

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