原型和闭包学习总结

利用了一个下午的时间，将原型和闭包这块的知识去了解了一下，做了些笔记和总结，感兴趣的童鞋可以移步王福朋的博客,写的很清楚明了~

首先咱们还是先看看javascript中一个常用的运算符——typeof。typeof应该算是咱们的老朋友，还有谁没用过它？

typeof函数输出的一共有几种类型，在此列出：

            console.log(typeof x);    // undefined
            console.log(typeof 10);   // number
            console.log(typeof 'abc'); // string
            console.log(typeof true);  // boolean

            console.log(typeof function () {});  //function

            console.log(typeof [1, 'a', true]);  //object
            console.log(typeof { a: 10, b: 20 });  //object
            console.log(typeof null);  //object
            console.log(typeof new Number(10));  //object
        }
        show();

以上代码列出了typeof输出的集中类型标识，其中上面的四种（undefined, number, string, boolean）属于简单的值类型，不是对象。剩下的几种情况——函数、数组、对象、null、new Number(10)都是对象。他们都是引用类型。
判断一个变量是不是对象非常简单。值类型的类型判断用typeof，引用类型的类型判断用instanceof。

var fn = function () { };
console.log(fn instanceof Object);  // true

对象——若干属性的集合。

java或者C#中的对象都是new一个class出来的，而且里面有字段、属性、方法，规定的非常严格。但是javascript就比较随意了——数组是对象，函数是对象，对象还是对象。对象里面的一切都是属性，只有属性，没有方法。那么这样方法如何表示呢？——方法也是一种属性。因为它的属性表示为键值对的形式。

而且，更加好玩的事，javascript中的对象可以任意的扩展属性，没有class的约束。这个大家应该都知道，就不再强调了。
先说个最常见的例子：

小例子

以上代码中，obj是一个自定义的对象，其中a、b、c就是它的属性，而且在c的属性值还是一个对象，它又有name、year两个属性。

一切（引用类型）都是对象，对象是属性的集合

函数是一种对象，但是函数却不像数组一样——你可以说数组是对象的一种，因为数组就像是对象的一个子集一样。但是函数与对象之间，却不仅仅是一种包含和被包含的关系，函数和对象之间的关系比较复杂，甚至有一点鸡生蛋蛋生鸡的逻辑，咱们这一节就缕一缕。
还是先看一个小例子吧。

function Fn() {
            this.name = '王福朋';
            this.year = 1988;
        }
        var fn1 = new Fn();

上面的这个例子很简单，它能说明：对象可以通过函数来创建。对！也只能说明这一点。

但是我要说——对象都是通过函数创建的——有些人可能反驳：不对！因为：

var obj = { a: 10, b: 20 };
var arr = [5, 'x', true];

但是不好意思，这个——真的——是一种——“快捷方式”，在编程语言中，一般叫做“语法糖”。

做“语法糖”做的最好的可谓是微软大哥，它把他们家C#那小子弄的不男不女从的，本想图个人见人爱，谁承想还得到处跟人解释——其实它是个男孩！

话归正传——其实以上代码的本质是：

        //var obj = { a: 10, b: 20 };
        //var arr = [5, 'x', true];

        var obj = new Object();
        obj.a = 10;
        obj.b = 20;

        var arr = new Array();
        arr[0] = 5;
        arr[1] = 'x';
        arr[2] = true;

而其中的 Object 和 Array 都是函数：

console.log(typeof (Object));  // function
console.log(typeof (Array));  // function

所以，可以很负责任的说

对象都是通过函数来创建的

现在是不是糊涂了—— 对象是函数创建的，而函数却又是一种对象——天哪！函数和对象到底是什么关系啊？

别着急！揭开这个谜底，还得先去了解一下另一位老朋友——prototype原型。

之前说道，函数也是一种对象。他也是属性的集合，你也可以对函数进行自定义属性。

不用等咱们去试验，javascript自己就先做了表率，人家就默认的给函数一个属性——prototype。对，每个函数都有一个属性叫做prototype。

这个prototype的属性值是一个对象（属性的集合，再次强调！），默认的只有一个叫做constructor的属性，指向这个函数本身。

如上图，SuperType是是一个函数，右侧的方框就是它的原型。

原型既然作为对象，属性的集合，不可能就只弄个constructor来玩玩，肯定可以自定义的增加许多属性。例如这位Object大哥，人家的prototype里面，就有好几个其他属性。

当然，你也可以在自己自定义的方法的prototype中新增自己的属性

function Fn() { }
        Fn.prototype.name = '王福朋';
        Fn.prototype.getYear = function () {
            return 1988;
        };

看到没有，这样就变成了

如果用咱们自己的代码来演示，就是这样

function Fn() { }
        Fn.prototype.name = '王福朋';
        Fn.prototype.getYear = function () {
            return 1988;
        };

        var fn = new Fn();
        console.log(fn.name);
        console.log(fn.getYear());

即，Fn是一个函数，fn对象是从Fn函数new出来的，这样fn对象就可以调用Fn.prototype中的属性。

因为每个对象都有一个隐藏的属性——“proto”，这个属性引用了创建这个对象的函数的prototype。即：fn.proto === Fn.prototype

这里的"proto"成为“隐式原型”。

上面已经提到，每个函数function都有一个prototype，即原型。这里再加一句话

每个对象都有一个proto，可成为隐式原型。

这个proto是一个隐藏的属性，javascript不希望开发者用到这个属性值，有的低版本浏览器甚至不支持这个属性值。所以你在Visual Studio 2012这样很高级很智能的编辑器中，都不会有proto的智能提示，但是你不用管它，直接写出来就是了。

var obj = {};
console.log(obj.__proto__);

obj这个对象本质上是被Object函数创建的，因此obj.proto=== Object.prototype。我们可以用一个图来表示。

即，每个对象都有一个proto属性，指向创建该对象的函数的prototype。

那么上图中的“Object prototype”也是一个对象，它的proto指向哪里？
好问题！
在说明“Object prototype”之前，先说一下自定义函数的prototype。自定义函数的prototype本质上就是和 var obj = {} 是一样的，都是被Object创建，所以它的proto指向的就是Object.prototype。
但是

Object.prototype确实一个特例——它的proto指向的是null。

切记切记！

还有——函数也是一种对象，函数也有proto吗？

又一个好问题！——当然有。

函数也不是从石头缝里蹦出来的，函数也是被创建出来的。谁创建了函数呢？——Function——注意这个大写的“F”。
且看如下代码。

function fn(x,y){
  return x+y;
};
console.log(fn(10,20));
var fn1 = new Function("x","y","return x+y;");
console.log(fn1(5,6));

以上代码中，第一种方式是比较传统的函数创建方式，第二种是用new Functoin创建。
首先根本不推荐用第二种方式。

这里只是向大家演示，函数是被Function创建的。

好了，根据上面说的一句话——对象的proto指向的是创建它的函数的prototype，就会出现：Object.proto === Function.prototype。用一个图来表示。

上图中，很明显的标出了：自定义函数Foo.proto指向Function.prototype，Object.proto指向Function.prototype，唉，怎么还有一个……Function.proto指向Function.prototype？这不成了循环引用了？

对！是一个环形结构。

其实稍微想一下就明白了。Function也是一个函数，函数是一种对象，也有proto属性。既然是函数，那么它一定是被Function创建。所以——Function是被自身创建的。所以它的proto指向了自身的Prototype。
最后一个问题：Function.prototype指向的对象，它的proto是不是也指向Object.prototype？

答案是肯定的。因为Function.prototype指向的对象也是一个普通的被Object创建的对象，所以也遵循基本的规则。

对于值类型，你可以通过typeof判断，string/number/boolean都很清楚，但是typeof在判断到引用类型的时候，返回值只有object/function，你不知道它到底是一个object对象，还是数组，还是new Number等等。

这个时候就需要用到instanceof。例如：

function Foo(){}
var f1 = new Foo();
console.log(f1 instanceof Foo);//true
console.log(f1 instanceof Object);//true

上图中，f1这个对象是被Foo创建，但是“f1 instanceof Object”为什么是true呢？

至于为什么过会儿再说，先把instanceof判断的规则告诉大家。根据以上代码看下图：

Instanceof运算符的第一个变量是一个对象，暂时称为A；第二个变量一般是一个函数，暂时称为B。

Instanceof的判断队则是：

沿着A的proto这条线来找，同时沿着B的prototype这条线来找，如果两条线能找到同一个引用，即同一个对象，那么就返回true。如果找到终点还未重合，则返回false。

按照以上规则，大家看看“ f1 instanceof Object ”这句代码是不是true？ 根据上图很容易就能看出来，就是true。
通过上以规则，你可以解释很多比较怪异的现象，例如：

console.log(Object instanceof Function);//true
console.log(Function instanceof Object);//true
console.log(Function instanceof Function);//true

这些看似很混乱的东西，答案却都是true，这是为何？
上一节咱们贴了好多的图片，其实那些图片是可以联合成一个整体的，即：

看这个图片，千万不要嫌烦，必须一条线一条线挨着分析。如果上一节你看的比较仔细，再结合刚才咱们介绍的instanceof的概念，相信能看懂这个图片的内容。

看看这个图片，你也就知道为何上面三个看似混乱的语句返回的是true了。

问题又出来了。Instanceof这样设计，到底有什么用？到底instanceof想表达什么呢？

重点就这样被这位老朋友给引出来了——继承——原型链。

即，instanceof表示的就是一种继承关系，或者原型链的结构。

javascript中的继承是通过原型链来体现的。先看几句代码

function Foo(){}
var f1 = new Foo();
f1.a = 10;
Foo.prototype.a = 100;
Foo.prototype.b = 200;
console.log(f1.a);//10
console.log(f2.b);//200

以上代码中，f1是Foo函数new出来的对象，f1.a是f1对象的基本属性，f1.b是怎么来的呢？——从Foo.prototype得来，因为f1.proto指向的是Foo.prototype

访问一个对象的属性时，先在基本属性中查找，如果没有，再沿着proto这条链向上找，这就是原型链。

上图中，访问f1.b时，f1的基本属性中没有b，于是沿着proto找到了Foo.prototype.b。

那么我们在实际应用中如何区分一个属性到底是基本的还是从原型中找到的呢？大家可能都知道答案了——hasOwnProperty，特别是在for…in…循环中，一定要注意。

等等，不对！ f1的这个hasOwnProperty方法是从哪里来的？ f1本身没有，Foo.prototype中也没有，哪儿来的？

好问题。

它是从Object.prototype中来的，请看图：

对象的原型链是沿着proto这条线走的，因此在查找f1.hasOwnProperty属性时，就会顺着原型链一直查找到Object.prototype。

由于所有的对象的原型链都会找到Object.prototype，因此所有的对象都会有Object.prototype的方法。这就是所谓的“继承”。

当然这只是一个例子，你可以自定义函数和对象来实现自己的继承。
说一个函数的例子吧。

我们都知道每个函数都有call，apply方法，都有length，arguments，caller等属性。为什么每个函数都有？这肯定是“继承”的。函数由Function函数创建，因此继承的Function.prototype中的方法。不信可以请微软的Visual Studio老师给我们验证一下：

看到了吧，有call、length等这些属性。

那怎么还有hasOwnProperty呢？——那是Function.prototype继承自Object.prototype的方法。

我们总结一下，在“准备工作”中完成了哪些工作：

变量、函数表达式——变量声明，默认赋值为undefined；
this——赋值；
函数声明——赋值；
这三种数据的准备情况我们称之为“执行上下文”或者“执行上下文环境”。

其实，javascript在执行一个代码段之前，都会进行这些“准备工作”来生成执行上下文。这个“代码段”其实分三种情况——全局代码，函数体，eval代码。
这里解释一下为什么代码段分为这三种。

所谓“代码段”就是一段文本形式的代码。

首先，全局代码是一种，这个应该没有非议，本来就是手写文本到<script>标签里面的。

其次，eval代码接收的也是一段文本形式的代码。

最后，函数体是代码段是因为函数在创建时，本质上是 new Function(…) 得来的，其中需要传入一个文本形式的参数作为函数体。

这样解释应该能理解了。

最后，eval不常用，也不推荐大家用。

全局代码的上下文环境数据内容为：

普通变量（包括函数表达式），如： var a = 10;	声明（默认赋值为undefined）
函数声明，如： function fn() { }	赋值
this	赋值

参数	赋值
arguments	赋值
自由变量的取值作用域	赋值

给执行上下文环境下一个通俗的定义

在执行代码之前，把将要用到的所有的变量都事先拿出来，有的直接赋值了，有的先用undefined占个空。

this的取值，分四种情况。我们来挨个看一下。

在此再强调一遍一个非常重要的知识点

在函数中this到底取何值，是在函数真正被调用执行的时候确定的，函数定义的时候确定不了。

因为this的取值是执行上下文环境的一部分，每次调用函数，都会产生一个新的执行上下文环境。
情况1：构造函数

所谓构造函数就是用来new对象的函数。其实严格来说，所有的函数都可以new一个对象，但是有些函数的定义是为了new一个对象，而有些函数则不是。另外注意，构造函数的函数名第一个字母大写（规则约定）。例如：Object、Array、Function等。

以上代码中，如果函数作为构造函数用，那么其中的this就代表它即将new出来的对象。

注意，以上仅限new Foo()的情况，即Foo函数作为构造函数的情况。如果直接调用Foo函数，而不是new Foo()，情况就大不一样了。

这种情况下this是window，我们后文中会说到。

情况2：函数作为对象的一个属性

如果函数作为对象的一个属性时，并且作为对象的一个属性被调用时，函数中的this指向该对象。

以上代码中，fn不仅作为一个对象的一个属性，而且的确是作为对象的一个属性被调用。结果this就是obj对象。

注意，如果fn函数不作为obj的一个属性被调用，会是什么结果呢？

如上代码，如果fn函数被赋值到了另一个变量中，并没有作为obj的一个属性被调用，那么this的值就是window，this.x为undefined。

情况3：函数用call或者apply调用

当一个函数被call和apply调用时，this的值就取传入的对象的值。至于call和apply如何使用，不会的朋友可以去查查其他资料，本系列教程不做讲解。

情况4：全局 & 调用普通函数

在全局环境下，this永远是window，这个应该没有非议。

普通函数在调用时，其中的this也都是window。

以上代码很好理解。

不过下面的情况你需要注意一下：

函数f虽然是在obj.fn内部定义的，但是它仍然是一个普通的函数，this仍然指向window。

情况五：构造函数中的prototype
在构造函数的prototype中，this代表着什么。

如上代码，在Fn.prototype.getName函数中，this指向的是f1对象。因此可以通过this.name获取f1.name的值。

其实，不仅仅是构造函数的prototype，即便是在整个原型链中，this代表的也都是当前对象的值。

完了。

看到了吧，this有关的知识点还是挺多的，不仅多而且非常重要。

最后，既然提到了this，有必要把一个非常经典的案例介绍给大家，又是jQuery源码的。

以上代码是从jQuery中摘除来的部分代码。jQuery.extend和jQuery.fn.extend都指向了同一个函数，但是当执行时，函数中的this是不一样的。

执行jQuery.extend(…)时，this指向jQuery；执行jQuery.fn.extend(…)时，this指向jQuery.fn。

这样就巧妙的将一段代码同时共享给两个功能使用，更加符合设计原则。

我们在声明变量时，全局代码要在代码前端声明，函数中要在函数体一开始就声明好。除了这两个地方，其他地方都不要出现变量声明。而且建议用“单var”形式。

先解释一下什么是“自由变量”。

在A作用域中使用的变量x，却没有在A作用域中声明（即在其他作用域中声明的），对于A作用域来说，x就是一个自由变量。如下图

如上程序中，在调用fn()函数时，函数体中第6行。取b的值就直接可以在fn作用域中取，因为b就是在这里定义的。而取x的值时，就需要到另一个作用域中取。到哪个作用域中取呢？

有人说过要到父作用域中取，其实有时候这种解释会产生歧义。例如：

所以，不要在用以上说法了。相比而言，用这句话描述会更加贴切——要到创建这个函数的那个作用域中取值——是“创建”，而不是“调用”，切记切记——其实这就是所谓的“静态作用域”。

对于本文第一段代码，在fn函数中，取自由变量x的值时，要到哪个作用域中取？——要到创建fn函数的那个作用域中取——无论fn函数将在哪里调用。
上面描述的只是跨一步作用域去寻找。

如果跨了一步，还没找到呢？——接着跨！——一直跨到全局作用域为止。要是在全局作用域中都没有找到，那就是真的没有了。

这个一步一步“跨”的路线，我们称之为——作用域链。

我们拿文字总结一下取自由变量时的这个“作用域链”过程：（假设a是自由量）

第一步，现在当前作用域查找a，如果有则获取并结束。如果没有则继续；

第二步，如果当前作用域是全局作用域，则证明a未定义，结束；否则继续；

第三步，（不是全局作用域，那就是函数作用域）将创建该函数的作用域作为当前作用域；

第四步，跳转到第一步。

以上代码中：第13行，fn()返回的是bar函数，赋值给x。执行x()，即执行bar函数代码。取b的值时，直接在fn作用域取出。取a的值时，试图在fn作用域取，但是取不到，只能转向创建fn的那个作用域中去查找，结果找到了。

闭包
前面提到的上下文环境和作用域的知识，除了了解这些知识之外，还是理解闭包的基础。

至于“闭包”这个词的概念的文字描述，确实不好解释，我看过很多遍，但是现在还是记不住。

但是你只需要知道应用的两种情况即可——函数作为返回值，函数作为参数传递。

第一，函数作为返回值

如上代码，bar函数作为返回值，赋值给f1变量。执行f1(15)时，用到了fn作用域下的max变量的值。至于如何跨作用域取值，可以参考上一节。

第二，函数作为参数被传递

如上代码中，fn函数作为一个参数被传递进入另一个函数，赋值给f参数。执行f(15)时，max变量的取值是10，而不是100。

上一节讲到自由变量跨作用域取值时，曾经强调过：要去创建这个函数的作用域取值，而不是“父作用域”。理解了这一点，以上两端代码中，自由变量如何取值应该比较简单。（不明白的朋友一定要去上一节看看，这个很重要！）

另外，讲到闭包，除了结合着作用域之外，还需要结合着执行上下文栈来说一下。

在前面讲执行上下文栈时（http://www.cnblogs.com/wangfupeng1988/p/3989357.html），我们提到当一个函数被调用完成之后，其执行上下文环境将被销毁，其中的变量也会被同时销毁。

但是在当时那篇文章中留了一个问号——有些情况下，函数调用完成之后，其执行上下文环境不会接着被销毁。这就是需要理解闭包的核心内容。

咱们可以拿本文的第一段代码（稍作修改）来分析一下。

第一步，代码执行前生成全局上下文环境，并在执行时对其中的变量进行赋值。此时全局上下文环境是活动状态。

第二步，执行第17行代码时，调用fn()，产生fn()执行上下文环境，压栈，并设置为活动状态。

第三步，执行完第17行，fn()调用完成。按理说应该销毁掉fn()的执行上下文环境，但是这里不能这么做。注意，重点来了：因为执行fn()时，返回的是一个函数。函数的特别之处在于可以创建一个独立的作用域。而正巧合的是，返回的这个函数体中，还有一个自由变量max要引用fn作用域下的fn()上下文环境中的max。因此，这个max不能被销毁，销毁了之后bar函数中的max就找不到值了。

因此，这里的fn()上下文环境不能被销毁，还依然存在与执行上下文栈中。

——即，执行到第18行时，全局上下文环境将变为活动状态，但是fn()上下文环境依然会在执行上下文栈中。另外，执行完第18行，全局上下文环境中的max被赋值为100。如下图：

第四步，执行到第20行，执行f1(15)，即执行bar(15)，创建bar(15)上下文环境，并将其设置为活动状态。

执行bar(15)时，max是自由变量，需要向创建bar函数的作用域中查找，找到了max的值为10。这个过程在作用域链一节已经讲过。

这里的重点就在于，创建bar函数是在执行fn()时创建的。fn()早就执行结束了，但是fn()执行上下文环境还存在与栈中，因此bar(15)时，max可以查找到。如果fn()上下文环境销毁了，那么max就找不到了。

使用闭包会增加内容开销，现在很明显了吧！

第五步，执行完20行就是上下文环境的销毁过程，这里就不再赘述了。