用setTimeout实现for循环中的计时器

写在前面

  要实现的功能:在for循环中写一个计时器,先隔2000毫秒打印1,再隔2000毫秒打印2….依次每间隔2000毫秒打印出0到9.

00x1 基本思路

  要实现分别输出数组中的所有值,通过简单的for循环就能实现。要实现间隔一段时间输出,则使用setTimeout函数。

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function test(){
for (var i = 0; i < 10; i++) {
// setTimeout(function(){
console.log(i);//分别输出i的值
// },2000)
}
};
test();

  可以在控制台看到紧跟着分别输出了小于10的i的值。但是加上setTimeout函数后,控制台的内容却都变成了10。
  解释造成这种差别的原因,我们要从JavaScript的执行机制开始说起。

00x2 js执行机制与作用域链

  首先,JavaScript是单线程环境,代码从上到下依次执行。这种执行方这也被称作是“同步执行”。(同一时间JavaScript只能执行一段代码,如果这段代码要执行很长时间,那么之后的代码只能尽情地等待它执行完才能有机会执行)。
  但JavaScript中引进了异步机制。于是,所有任务可以分成两种,一种是同步任务(synchronous),另一种是异步任务(asynchronous)。同步任务指的是,在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务;异步任务指的是,不进入主线程、而进入”任务队列”(task queue)的任务,只有主线程上的任务执行完了,才通知”任务队列”,任务队列中的任务才会进入主线程执行。

  在上面的代码中,for循环是同步代码,setTimeout是异步代码。遇到这种既包含同步又包含异步的情况,JavaScript依旧按照从上到下的顺序执行同步代码,并将异步代码插入任务队列。setTimeout的第二个参数则是把执行代码(console.log(i))添加到任务队列需等待的毫秒数,但等待的时间是相对主程序完毕的时间计算的,也就是说,在执行到setTimeout函数时会等待一段时间,再将当前任务插入任务队列。
  最后,当执行完同步代码,js引擎就会去执行任务队列中的异步代码。这时候任务队列中就会有十个console.log(i)。我们知道,在每次循环中将setTimeout里面的代码“console.log(i)”放入任务队列时,i的值都是不一样的。但JavaScript引擎开始执行任务队列中的代码时,会开始在当前的作用域中开始找变量i,但是当前作用域中并没有对变量i进行定义。这个时候就会在创造该函数的作用域中寻找i。创建该函数的作用域就是全局作用域,这个时候就找到了for循环中的变量i,这时的i是全局变量,并且值已经确定:10。十个console.log“共享”i的值。这就是作用域链的问题。
  为了解决以上两个问题,可以使用let或者闭包或者箭头函数。

00x3 解决方案一——闭包

  终于来到了本文中最重要的一部分。什么是闭包?!
  闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。或者说,将函数作为参数或者返回值。创建闭包的常见方式,就是在一个函数内部创建另一个函数。以下面的代码为例。

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function test(){
for (var i = 0; i < 10; i++) {
(function(j){//闭包
setTimeout(function(){
console.log(j);//分别输出i的值
},4000)
})(i);//闭包
};
};
test();

  代码中注释为“闭包”的两行代码就是一个典型的闭包。我们在函数内部创建了一个函数,并将变量i以函数参数形式传递给内层函数中变量j,j就是这个函数中的局部变量,每次i传入的值不同,局部变量j的值也不同。

00x4 解决方案二——let

  如下面的代码所示,使用let替换var,也能输出0-9的值。这是因为,当for循环中的i是通过var定义的变量时,作用域是一整个封闭函数,是全局作用域;当i是通过let定义的变量时,作用域在代码块中,叫做块级作用域,在for循环这个子块中。

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function test(){
for (let i = 0; i < 10; i++) {
setTimeout(function(){
console.log(i);//分别输出i的值
},2000)
};
};
test();

00x5 解决方案三——箭头函数

  如下面的代码所示,使用let替换var,也能输出0-9的值。这是因为,当for循环中的i是通过var定义的变量时,作用域是一整个封闭函数,是全局作用域;当i是通过let定义的变量时,作用域在代码块中,叫做块级作用域,在for循环这个子块中。

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function test(){
for (let i = 0; i < 10; i++) {
setTimeout(() => {
console.log(i);//分别输出i的值
},2000)
};
};
test();

00x5 间隔输出

  在实际查看时,控制台并不是一开始就输出i的值,但是也并没有按照预期每隔一段时间输出i的值,问题就出现setTimeout等待的时间上,每次都是2000ms。在任务队列里,setTimeout按照异步的顺序执行,按照放入任务队列的顺序依次开始执行,所以几乎同时打印出值。也就是说,在异步的情况下,执行任务队列里的代码(console.log(i))按照先后顺序执行,没有明显的时间差。可以利用传入的i的值来设置这种时间差。

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function test(){
for (var i = 0; i < 10; i++) {
(function(j){//闭包
setTimeout(function(){
console.log(j);//分别输出i的值
},2000*j)
})(i);//闭包
};
};
test();

  这样等待的时间就会分别变成20001,20002,2000*3……且传入i的值就立即执行,所以每次打印都会有2000ms的时间差。

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