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JavaScript中的立即执行函数

注:此文只在理解立即执行函数,不在所谓原创,文中大量引用阮一峰的JavaScript标准参考教程MDN的JavaScript 参考文档深入理解JavaScript系列(4):立即调用的函数表达式的内容。

描述
立即执行函数通常有下面两种写法:

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(function(){ 
...
})();

(function(){
...
}());

在Javascript中,一对圆括号“()”是一种运算符,跟在函数名之后,表示调用该函数。比如,print()就表示调用print函数。
这个写法和我们想象的写法不一样(知道的人当然已经习以为常)很多人刚开始理解立即执行函数的时候,觉得应该是这样的:

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function (){ ... }();

//或者

function fName(){ ... }();

然而事实却是这样:SyntaxError: Unexpected token (。这是为什么呢?

解释
要理解立即执行函数,需要先理解一些函数的基本概念:函数声明、函数表达式,因为我们定义一个函数通常都是通过这两种方式

函数声明 (function 语句)

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function name([param[, param[, ... param]]]) {
statements
}

name:函数名;
param:被传入函数的参数的名称,一个函数最多可以有255个参数;
statements:这些语句组成了函数的函数体。

函数表达式 (function expression)

函数表达式和函数声明非常类似,它们甚至有相同的语法。

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function [name]([param] [, param] [..., param]) {
statements
}

name:函数名,可以省略,省略函数名的话,该函数就成为了匿名函数;
param:被传入函数的参数的名称,一个函数最多可以有255个参数;
statements:这些语句组成了函数的函数体。

下面我们给出一些栗子说明:

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// 声明函数f1
function f1() {
console.log("f1");
}
// 通过()来调用此函数
f1();


//一个匿名函数的函数表达式,被赋值给变量f2:
var f2 = function() {
console.log("f2");
}
//通过()来调用此函数
f2();


//一个命名为f3的函数的函数表达式(这里的函数名可以随意命名,可以不必和变量f3重名),被赋值给变量f3:
var f3 = function f3() {
console.log("f2");
}
//通过()来调用此函数
f3();

上面所起的作用都差不多,但还是有一些差别
1、函数名和函数的变量存在着差别。函数名不能被改变,但函数的变量却能够被再分配。函数名只能在函数体内使用。倘若在函数体外使用函数名将会导致错误:

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var y = function x() {};
alert(x); // throws an erro

2、函数声明定义的函数可以在它被声明之前使用

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foo(); // alerts FOO!
function foo() {
alert('FOO!');
}

但函数声明非常容易(经常是意外地)转换为函数表达式。当它不再是一个函数声明:

成为表达式的一部分
不再是函数或者script自身的“源元素” (source element)。在script或者函数体内“源元素”并非是内嵌的语句(statement)

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var x = 0;               // source element
if (x == 0) { // source element
x = 10; // 非source element
function boo() {} // 非 source element
}
function foo() { // source element
var y = 20; // source element
function bar() {} // source element
while (y == 10) { // source element
function blah() {} // 非 source element
y++; //非source element
}
}

Examples:

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// 函数声明
function foo() {}

// 函数表达式
(function bar() {})

// 函数表达式
x = function hello() {}


if (x) {
// 函数表达式
function world() {}
}


// 函数声明
function a() {
// 函数声明
function b() {}
if (0) {
//函数表达式
function c() {}
}
}

现在我们来解释上面的SyntaxError: Unexpected token (:
产生这个错误的原因是,Javascript引擎看到function关键字之后,认为后面跟的是函数定义语句,不应该以圆括号结尾。
解决方法就是让引擎知道,圆括号前面的部分不是函数定义语句,而是一个表达式,可以对此进行运算。所以应该这样写:

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(function(){ /* code */ }()); 

// 或者

(function(){ /* code */ })();

这两种写法都是以圆括号开头,引擎就会认为后面跟的是一个表示式,而不是函数定义,所以就避免了错误。这就叫做“立即调用的函数表达式”(Immediately-Invoked Function Expression),简称IIFE。

注意,上面的两种写法的结尾,都必须加上分号。
推而广之,任何让解释器以表达式来处理函数定义的方法,都能产生同样的效果,比如下面三种写法。

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var i = function(){ return 10; }();

true && function(){ /* code */ }();

0, function(){ /* code */ }();

甚至像这样写:

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!function(){ /* code */ }();

~function(){ /* code */ }();

-function(){ /* code */ }();

+function(){ /* code */ }();

new关键字也能达到这个效果:

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new function(){ /* code */ }

new function(){ /* code */ }() // 只有传递参数时,才需要最后那个圆括号。

使用
那我们通常为什么使用函数立即表达式呢,以及我如何使用呢?

通常情况下,只对匿名函数使用这种“立即执行的函数表达式”。它的目的有两个:

一是不必为函数命名,避免了污染全局变量;
二是IIFE内部形成了一个单独的作用域,可以封装一些外部无法读取的私有变量。

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// 写法一
var tmp = newData;
processData(tmp);
storeData(tmp);

// 写法二
(function (){
var tmp = newData;
processData(tmp);
storeData(tmp);
}());

上面代码中,写法二比写法一更好,因为完全避免了污染全局变量。

最后在举一个真实的栗子:在JavaScript的OOP中,我们可以通过IIFE来实现一个单例(关于单例的优化不再此处讨论)

// 创建一个立即调用的匿名函数表达式
// return一个变量,其中这个变量里包含你要暴露的东西
// 返回的这个变量将赋值给counter,而不是外面声明的function自身

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var counter = (function () {
var i = 0;

return {
get: function () {
return i;
},
set: function (val) {
i = val;
},
increment: function () {
return ++i;
}
};
} ());

// counter是一个带有多个属性的对象,上面的代码对于属性的体现其实是方法

counter.get(); // 0
counter.set(3);
counter.increment(); // 4
counter.increment(); // 5

counter.i; // undefined 因为i不是返回对象的属性
i; // 引用错误: i 没有定义(因为i只存在于闭包)

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