前端综合学习笔记---变量类型原型链作用域和闭包

Posted 2020-10-26 叶落偏执

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变量类型

　　javascript 是一种弱类型脚本语言，所谓弱类型指的是定义变量时，不需要什么类型，在程序运行过程中会自动判断类型。

ECMAScript 中定义了 6 种原始类型：

• Boolean
• String
• Number
• Null
• Undefined
• Symbol（ES6 新定义）

注意：原始类型不包含 Object。

第一问：类型判断用到哪些方法？

typeof

typeof xxx得到的值有以下几种类型：undefined、boolean、number、string、object、function、symbol ，比较简单。这里需要注意的有三点：

1. typeof null结果是object ，实际这是typeof的一个bug，null是原始值，非引用类型
2. typeof [1, 2]结果是object，结果中没有array这一项，引用类型除了function其他的全部都是object 
3. typeof Symbol()用typeof获取symbol类型的值得到的是symbol，这是 ES6 新增的知识点

instanceof

用于实例和构造函数的对应。例如判断一个变量是否是数组，使用typeof无法判断，但可以使用[1, 2] instanceof Array来判断。因为，[1, 2]是数组，它的构造函数就是Array。同理：

function Foo(name) {
    this.name = name
}
var foo = new Foo(\'bar\')
console.log(foo instanceof Foo) // true

第二问：值类型和引用类型的区别

　　值类型 vs 引用类型

 除了原始类型，ES 还有引用类型，上文提到的typeof识别出来的类型中，只有object和function是引用类型，其他都是值类型。

根据 JavaScript 中的变量类型传递方式，又分为值类型和引用类型，值类型变量包括 Boolean、String、Number、Undefined、Null，引用类型包括了 Object 类的所有，如 Date、Array、Function 等。在参数传递方式上，值类型是按值传递，引用类型是按共享传递。

面通过一个小题目，来看下两者的主要区别，以及实际开发中需要注意的地方。

// 值类型
var a = 10
var b = a
b = 20
console.log(a)  // 10
console.log(b)  // 20

上述代码中，a b都是值类型，两者分别修改赋值，相互之间没有任何影响。再看引用类型的例子

// 引用类型
var a = {x: 10, y: 20}
var b = a
b.x = 100
b.y = 200
console.log(a)  // {x: 100, y: 200}
console.log(b)  // {x: 100, y: 200}

上述代码中，a b都是引用类型。在执行了b = a之后，修改b的属性值，a的也跟着变化。因为a和b都是引用类型，指向了同一个内存地址，即两者引用的是同一个值，因此b修改属性时，a的值随之改动。

再借助题目进一步讲解一下

说出下面代码的执行结果，并分析其原因。

function foo(a){
    a = a * 10;
}
function bar(b){
    b.value = \'new\';
}
var a = 1;
var b = {value: \'old\'};
foo(a);
bar(b);
console.log(a); // 1
console.log(b); // value: new

通过代码执行，会发现：

• a的值没有发生改变
• 而b的值发生了改变

这就是因为Number类型的a是按值传递的，而Object类型的b是按共享传递的。

JS 中这种设计的原因是：按值传递的类型，复制一份存入栈内存，这类类型一般不占用太多内存，而且按值传递保证了其访问速度。按共享传递的类型，是复制其引用，而不是整个复制其值（C 语言中的指针），保证过大的对象等不会因为不停复制内容而造成内存的浪费。

引用类型经常会在代码中按照下面的写法使用，或者说容易不知不觉中造成错误！

var obj = {
    a: 1,
    b: [1,2,3]
}
var a = obj.a
var b = obj.b
a = 2
b.push(4)
console.log(obj, a, b)//{a:1,b:[1,2,3,4]},2,[1,2,3,4]

虽然obj本身是个引用类型的变量（对象），但是内部的a和b一个是值类型一个是引用类型，a的赋值不会改变obj.a，但是b的操作却会反映到obj对象上。

原型和原型链

JavaScript 是基于原型的语言，原型理解起来非常简单，但却特别重要，下面还是通过题目来理解下JavaScript 的原型概念。

第三问：如何理解 JavaScript 的原型

对于这个问题，可以从下面这几个要点来理解和回答，下面几条必须记住并且理解

• 所有的引用类型（数组、对象、函数），都具有对象特性，即可自由扩展属性（null除外）
• 所有的引用类型（数组、对象、函数），都有一个__proto__属性，属性值是一个普通的对象
• 所有的的函数，都有一个prototype属性，属性值也是一个普通的对象
• 所有的的引用类型（数组、对象、函数），__proto__属性值指向它的构造函数的prototype属性值

通过代码解释一下，大家可自行运行以下代码，看结果

// 要点一：自由扩展属性
var obj = {}; obj.a = 100;
var arr = []; arr.a = 100;
function fn () {}
fn.a = 100;

// 要点二：__proto__
console.log(obj.__proto__);
console.log(arr.__proto__);
console.log(fn.__proto__);

// 要点三：函数有 prototype
console.log(fn.prototype)

// 要点四：引用类型的 __proto__ 属性值指向它的构造函数的 prototype 属性值
console.log(obj.__proto__ === Object.prototype)

原型

先写一个简单的代码示例。

// 构造函数
function Foo(name, age) {
    this.name = name
}
Foo.prototype.alertName = function () {
    alert(this.name)
}
// 创建示例
var f = new Foo(\'zhangsan\')
f.printName = function () {
    console.log(this.name)
}
// 测试
f.printName()
f.alertName()

　　执行printName时很好理解，但是执行alertName时发生了什么？这里再记住一个重点 当试图得到一个对象的某个属性时，如果这个对象本身没有这个属性，那么会去它的__proto__（即它的构造函数的prototype）中寻找，因此f.alertName就会找到Foo.prototype.alertName

那么如何判断这个属性是不是对象本身的属性呢？使用hasOwnProperty，常用的地方是遍历一个对象的时候。

var item
for (item in f) {
    // 高级浏览器已经在 for in 中屏蔽了来自原型的属性，但是这里建议大家还是加上这个判断，保证程序的健壮性
    if (f.hasOwnProperty(item)) {
        console.log(item)
    }
}

　第四问：如何理解 JS 的原型链

还是接着上面的示例，如果执行f.toString()时，又发生了什么？

 

// 省略 N 行

// 测试
f.printName()
f.alertName()
f.toString()

 

因为f本身没有toString()，并且f.__proto__（即Foo.prototype）中也没有toString。这个问题还是得拿出刚才那句话——当试图得到一个对象的某个属性时，如果这个对象本身没有这个属性，那么会去它的__proto__（即它的构造函数的prototype）中寻找。

如果在f.__proto__中没有找到toString，那么就继续去f.__proto__.__proto__中寻找，因为f.__proto__就是一个普通的对象而已嘛！

1. f.__proto__即Foo.prototype，没有找到toString，继续往上找
2. f.__proto__.__proto__即Foo.prototype.__proto__，Foo.prototype就是一个普通的对象，因此Foo.prototype.__proto__就是Object.prototype，在这里可以找到toString
3. 因此f.toString最终对应到了Object.prototype.toString

这样一直往上找，你会发现是一个链式的结构，所以叫做“原型链”。如果一直找到最上层都没有找到，那么就宣告失败，返回undefined。最上层是什么 —— Object.prototype.__proto__ === null

原型链中的this

 所有从原型或更高级原型中得到、执行的方法，其中的this在执行时，就指向了当前这个触发事件执行的对象。因此printName和alertName中的this都是f。

作用域和闭包

作用域和闭包是前端面试中，最可能考查的知识点。例如下面的题目：

第五问：现在有个 html 片段，要求编写代码，点击编号为几的链接就alert弹出其编号；

<ul>
    <li>编号1，点击我请弹出1</li>
    <li>2</li>
    <li>3</li>
    <li>4</li>
    <li>5</li>
</ul>

一般不知道这个题目用闭包的话，会写出下面的代码

var list = document.getElementsByTagName(\'li\');
for (var i = 0; i < list.length; i++) {
    list[i].addEventListener(\'click\', function(){
        alert(i + 1)
    }, true)
}

实际上执行才会发现始终弹出的是6，这时候就应该通过闭包来解决：

var list = document.getElementsByTagName(\'li\');

for (var i = 0; i < list.length; i++) {

    list[i].addEventListener(\'click\', function(i){
        return function(){
            alert(i + 1)
        }
    }(i), true)

}

要理解闭包，就需要我们从「执行上下文」开始讲起。

执行上下文

这个在我另一篇文章里讲过  点击链接

先讲一个关于 变量提升 的知识点，面试中可能会遇见下面的问题，很多候选人都回答错误：

　　第六问：说出下面执行的结果（这里我就直接注释输出了）

console.log(a)  // undefined
var a = 100

fn(\'zhangsan\')  // \'zhangsan\' 20
function fn(name) {
    age = 20
    console.log(name, age)
    var age
}

console.log(b); // 这里报错
// Uncaught ReferenceError: b is not defined
b = 100;

在一段 JS 脚本（即一个<script>标签中）执行之前，要先解析代码（所以说 JS 是解释执行的脚本语言），解析的时候会先创建一个 全局执行上下文 环境，先把代码中即将执行的（内部函数的不算，因为你不知道函数何时执行）变量、函数声明都拿出来。变量先暂时赋值为undefined，函数则先声明好可使用。这一步做完了，然后再开始正式执行程序。再次强调，这是在代码执行之前才开始的工作。

我们来看下上面的面试小题目，为什么a是undefined，而b却报错了，实际 JS 在代码执行之前，要「全文解析」，发现var a，知道有个a的变量，存入了执行上下文，而b没有找到var关键字，这时候没有在执行上下文提前「占位」，所以代码执行的时候，提前报到的a是有记录的，只不过值暂时还没有赋值，即为undefined，而b在执行上下文没有找到，自然会报错（没有找到b的引用）。

另外，一个函数在执行之前，也会创建一个 函数执行上下文 环境，跟 全局上下文 差不多，不过函数执行上下文 中会多出this arguments和函数的参数。参数和arguments好理解，这里的this咱们需要专门讲解。

总结一下：

• 范围：一段<script>、js 文件或者一个函数
• 全局上下文：变量定义，函数声明
• 函数上下文：变量定义，函数声明，this，arguments。

this

先搞明白一个很重要的概念 —— this的值是在执行的时候才能确认，定义的时候不能确认！ 为什么呢 —— 因为this是执行上下文环境的一部分，而执行上下文需要在代码执行之前确定，而不是定义的时候。看如下例子：

var a = {
    name: \'A\',
    fn: function () {
        console.log(this.name)
    }
}
a.fn()  // this === a
a.fn.call({name: \'B\'})  // this === {name: \'B\'}
var fn1 = a.fn
fn1()  // this === window

this执行会有不同，主要集中在这几个场景中

• 作为构造函数执行，构造函数中
• 作为对象属性执行，上述代码中a.fn()
• 作为普通函数执行，上述代码中fn1()
• 用于call apply bind，上述代码中a.fn.call({name: \'B\'})

下面再来讲解下什么是作用域和作用域链，作用域链和作用域也是常考的题目。

第七问：如何理解 JS 的作用域和作用域链

作用域

ES6 之前 JS 没有块级作用域。例如

if (true) {
    var name = \'zhangsan\'
}
console.log(name)

从上面的例子可以体会到作用域的概念，作用域就是一个独立的地盘，让变量不会外泄、暴露出去。上面的name就被暴露出去了，因此，JS 没有块级作用域，只有全局作用域和函数作用域。

var a = 100
function fn() {
    var a = 200
    console.log(\'fn\', a)
}
console.log(\'global\', a)
fn()

全局作用域就是最外层的作用域，如果我们写了很多行 JS 代码，变量定义都没有用函数包括，那么它们就全部都在全局作用域中。这样的坏处就是很容易撞车、冲突。

// 张三写的代码中
var data = {a: 100}

// 李四写的代码中
var data = {x: true}

这就是为何 jQuery、Zepto 等库的源码，所有的代码都会放在(function(){....})())中。因为放在里面的所有变量，都不会被外泄和暴露，不会污染到外面，不会对其他的库或者 JS 脚本造成影响。这是函数作用域的一个体现。

附：ES6 中开始加入了块级作用域，使用let定义变量即可，如下：

if (true) {
    let name = \'zhangsan\'
}
console.log(name)  // 报错，因为let定义的name是在if这个块级作用域

作用域链

首先认识一下什么叫做 自由变量 。如下代码中，console.log(a)要得到a变量，但是在当前的作用域中没有定义a（可对比一下b）。当前作用域没有定义的变量，这成为 自由变量 。自由变量如何得到 —— 向父级作用域寻找。

var a = 100
function fn() {
    var b = 200
    console.log(a)
    console.log(b)
}
fn()

如果父级也没呢？再一层一层向上寻找，直到找到全局作用域还是没找到，就宣布放弃。这种一层一层的关系，就是 作用域链 。

var a = 100
function F1() {
    var b = 200
    function F2() {
        var c = 300
        console.log(a) // 自由变量，顺作用域链向父作用域找
        console.log(b) // 自由变量，顺作用域链向父作用域找
        console.log(c) // 本作用域的变量
    }
    F2()
}
F1()

闭包

讲完这些内容，我们再来看一个例子，通过例子来理解闭包。

function F1() {
    var a = 100
    return function () {
        console.log(a)
    }
}
var f1 = F1()
var a = 200
f1()　　//100

自由变量将从作用域链中去寻找，但是 依据的是函数定义时的作用域链，而不是函数执行时，以上这个例子就是闭包。闭包主要有两个应用场景：

• 函数作为返回值，上面的例子就是
• 函数作为参数传递，看以下例子

function F1() {
    var a = 100
    return function () {
        console.log(a)
    }
}
function F2(f1) {
    var a = 200
    console.log(f1())
}

var f1 = F1()
F2(f1)  //100

至此，对应着「作用域和闭包」这部分一开始的点击弹出alert的代码再看闭包，就很好理解了。