原型、原型鏈、閉包、繼承

時間 2019-12-11

原文原文鏈接

1、原型、原型鏈javascript

原型對象
   在JavaScript 中，每當定義一個對象（函數）時候，對象中都會包含一些預約義的屬性。其中函數對象的一個屬性就是原型對象 prototype。注：普通對象沒有prototype,但有__proto__屬性。

  原型對象其實就是普通對象（Function.prototype除外,它是函數對象，但它很特殊，他沒有prototype屬性（前面說道函數對象都有prototype屬性））。看下面的例子：
function f1(){};
console.log(f1.prototype) //f1{}
console.log(typeof f1. prototype) //Object
console.log(typeof Function.prototype) // Function，這個特殊
console.log(typeof Object.prototype) // Object
console.log(typeof Function.prototype.prototype) //undefined

從這句console.log(f1.prototype) //f1 {} 的輸出就結果能夠看出，f1.prototype就是f1的一個實例對象。就是在f1建立的時候,建立了一個它的實例對象並賦值給它的prototype，基本過程以下：
var temp = new f1();
f1. prototype = temp;

  因此，Function.prototype爲何是函數對象就迎刃而解了，上文提到凡是new Function ()產生的對象都是函數對象，因此temp1是函數對象。
var temp1 = new Function ();
Function.prototype = temp1;

那原型對象是用來作什麼的呢？主要做用是用於繼承。舉了例子：
var person = function(name){
   this.name = name
  };
  person.prototype.getName = function(){
     return this.name;
  }
  var zjh = new person(‘zhangjiahao’);
  zjh.getName(); //zhangjiahao

   從這個例子能夠看出，經過給person.prototype設置了一個函數對象的屬性，那有person實例（例中：zjh）出來的普通對象就繼承了這個屬性。具體是怎麼實現的繼承，就要講到下面的原型鏈了。

三．原型鏈
   JS在建立對象（不管是普通對象仍是函數對象）的時候，都有一個叫作__proto__的內置屬性，用於指向建立它的函數對象的原型對象prototype。以上面的例子爲例：

console.log(zjh.__proto__ === person.prototype) //true

一樣，person.prototype對象也有__proto__屬性，它指向建立它的函數對象（Object）的prototype

  console.log(person.prototype.__proto__ === Object.prototype) //true

繼續，Object.prototype對象也有__proto__屬性，但它比較特殊，爲null

  console.log(Object.prototype.__proto__) //null

咱們把這個有__proto__串起來的直到Object.prototype.__proto__爲null的鏈叫作原型鏈。以下圖：

四．內存結構圖
爲了更加深刻和直觀的進行理解，下面咱們畫一下上面的內存結構圖：

畫圖約定：

疑點解釋：
1.Object.__proto__ === Function.prototype // true
  Object是函數對象，是經過new Function()建立，因此Object.__proto__指向Function.prototype。

2.Function.__proto__ === Function.prototype // true
  Function 也是對象函數，也是經過new Function()建立，因此Function.__proto__指向Function.prototype。

本身是由本身建立的，好像不符合邏輯，但仔細想一想，現實世界也有些相似，你是怎麼來的，你媽生的，你媽怎麼來的，你姥姥生的，……類人猿進化來的，那類人猿從哪來，一直追溯下去……，就是無，（NULL生萬物）
正如《道德經》裏所說「無，名天地之始」。

3.Function.prototype.__proto__ === Object.prototype //true
其實這一點我也有點困惑，不過也能夠試着解釋一下。
Function.prototype是個函數對象，理論上他的__proto__應該指向 Function.prototype，就是他本身，本身指向本身，沒有意義。
JS一直強調萬物皆對象，函數對象也是對象，給他認個祖宗，指向Object.prototype。Object.prototype.__proto__ === null，保證原型鏈可以正常結束。

五．constructor
  原型對象prototype中都有個預約義的constructor屬性，用來引用它的函數對象。這是一種循環引用
  person.prototype.constructor === person //true
  Function.prototype.constructor === Function //true
  Object.prototype.constructor === Object //true

完善下上面的內存結構圖：

有兩點須要注意：
（1）注意Object.constructor===Function；//true 自己Object就是Function函數構造出來的
（2）如何查找一個對象的constructor，就是在該對象的原型鏈上尋找碰到的第一個constructor屬性所指向的對象

六．總結
1.原型和原型鏈是JS實現繼承的一種模型。
2.原型鏈的造成是真正是靠__proto__ 而非prototypejava

2、閉包
安全

1、什麼是閉包？ 閉包

官方」的解釋是：閉包是一個擁有許多變量和綁定了這些變量的環境的表達式（一般是一個函數），於是這些變量也是該表達式的一部分。
相信不多有人能直接看懂這句話，由於他描述的太學術。其實這句話通俗的來講就是：JavaScript中全部的function都是一個閉包。不過通常來講，嵌套的function所產生的閉包更爲強大，也是大部分時候咱們所謂的「閉包」。看下面這段代碼：函數

function a() { 
 var i = 0; 
 function b() { alert(++i); } 
 return b;
}
var c = a();
c();

這段代碼有兩個特色：性能

一、函數b嵌套在函數a內部；this

二、函數a返回函數b。spa

引用關係如圖：prototype

　　這樣在執行完var c=a()後，變量c其實是指向了函數b，再執行c()後就會彈出一個窗口顯示i的值(第一次爲1)。這段代碼其實就建立了一個閉包，爲何？由於函數a外的變量c引用了函數a內的函數b，就是說：code

　　當函數a的內部函數b被函數a外的一個變量引用的時候，就建立了一個閉包。

　　讓咱們說的更透徹一些。所謂「閉包」，就是在構造函數體內定義另外的函數做爲目標對象的方法函數，而這個對象的方法函數反過來引用外層函數體中的臨時變量。這使得只要目標對象在生存期內始終能保持其方法，就能間接保持原構造函數體當時用到的臨時變量值。儘管最開始的構造函數調用已經結束，臨時變量的名稱也都消失了，但在目標對象的方法內卻始終能引用到該變量的值，並且該值只能通這種方法來訪問。即便再次調用相同的構造函數，但只會生成新對象和方法，新的臨時變量只是對應新的值，和上次那次調用的是各自獨立的。

2、閉包有什麼做用？

　　簡而言之，閉包的做用就是在a執行完並返回後，閉包使得Javascript的垃圾回收機制GC不會收回a所佔用的資源，由於a的內部函數b的執行須要依賴a中的變量。這是對閉包做用的很是直白的描述，不專業也不嚴謹，但大概意思就是這樣，理解閉包須要按部就班的過程。

在上面的例子中，因爲閉包的存在使得函數a返回後，a中的i始終存在，這樣每次執行c()，i都是自加1後alert出i的值。

　　那麼咱們來想象另外一種狀況，若是a返回的不是函數b，狀況就徹底不一樣了。由於a執行完後，b沒有被返回給a的外界，只是被a所引用，而此時a也只會被b引用，所以函數a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用)，函數a和b就會被GC回收。(關於Javascript的垃圾回收機制將在後面詳細介紹)

3、閉包內的微觀世界

　　若是要更加深刻的瞭解閉包以及函數a和嵌套函數b的關係，咱們須要引入另外幾個概念：函數的執行環境(excution context)、活動對象(call object)、做用域(scope)、做用域鏈(scope chain)。以函數a從定義到執行的過程爲例闡述這幾個概念。

當定義函數a的時候，js解釋器會將函數a的做用域鏈(scope chain)設置爲定義a時a所在的「環境」，若是a是一個全局函數，則scope chain中只有window對象。
當執行函數a的時候，a會進入相應的執行環境(excution context)。
在建立執行環境的過程當中，首先會爲a添加一個scope屬性，即a的做用域，其值就爲第1步中的scope chain。即a.scope=a的做用域鏈。
而後執行環境會建立一個活動對象(call object)。活動對象也是一個擁有屬性的對象，但它不具備原型並且不能經過JavaScript代碼直接訪問。建立完活動對象後，把活動對象添加到a的做用域鏈的最頂端。此時a的做用域鏈包含了兩個對象：a的活動對象和window對象。
下一步是在活動對象上添加一個arguments屬性，它保存着調用函數a時所傳遞的參數。
最後把全部函數a的形參和內部的函數b的引用也添加到a的活動對象上。在這一步中，完成了函數b的的定義，所以如同第3步，函數b的做用域鏈被設置爲b所被定義的環境，即a的做用域。

到此，整個函數a從定義到執行的步驟就完成了。此時a返回函數b的引用給c，又函數b的做用域鏈包含了對函數a的活動對象的引用，也就是說b能夠訪問到a中定義的全部變量和函數。函數b被c引用，函數b又依賴函數a，所以函數a在返回後不會被GC回收。

當函數b執行的時候亦會像以上步驟同樣。所以，執行時b的做用域鏈包含了3個對象：b的活動對象、a的活動對象和window對象，以下圖所示：

如圖所示，當在函數b中訪問一個變量的時候，搜索順序是：

先搜索自身的活動對象，若是存在則返回，若是不存在將繼續搜索函數a的活動對象，依次查找，直到找到爲止。
若是函數b存在prototype原型對象，則在查找完自身的活動對象後先查找自身的原型對象，再繼續查找。這就是Javascript中的變量查找機制。
若是整個做用域鏈上都沒法找到，則返回undefined。

小結，本段中提到了兩個重要的詞語：函數的定義與執行。文中提到函數的做用域是在定義函數時候就已經肯定，而不是在執行的時候肯定（參看步驟1和3）。用一段代碼來講明這個問題：

function f(x) { 
  var g = function () { return x; }
  return g;
}
var h = f(1);
alert(h());

這段代碼中變量h指向了f中的那個匿名函數(由g返回)。

假設函數h的做用域是在執行alert(h())肯定的，那麼此時h的做用域鏈是：h的活動對象->alert的活動對象->window對象。
假設函數h的做用域是在定義時肯定的，就是說h指向的那個匿名函數在定義的時候就已經肯定了做用域。那麼在執行的時候，h的做用域鏈爲：h的活動對象->f的活動對象->window對象。

若是第一種假設成立，那輸出值就是undefined；若是第二種假設成立，輸出值則爲1。

運行結果證實了第2個假設是正確的，說明函數的做用域確實是在定義這個函數的時候就已經肯定了。

4、閉包的應用場景
保護函數內的變量安全。以最開始的例子爲例，函數a中i只有函數b才能訪問，而沒法經過其餘途徑訪問到，所以保護了i的安全性。

在內存中維持一個變量。依然如前例，因爲閉包，函數a中i的一直存在於內存中，所以每次執行c()，都會給i自加1。
經過保護變量的安全實現JS私有屬性和私有方法（不能被外部訪問）
私有屬性和方法在Constructor外是沒法被訪問的
function Constructor(...) {
var that = this;
var membername = value;
function membername(...) {...}
}

以上3點是閉包最基本的應用場景，不少經典案例都源於此。

3、繼承

JS繼承的實現方式

既然要實現繼承，那麼首先咱們得有一個父類，代碼以下：

// 定義一個動物類
function Animal (name) {
  // 屬性
  this.name = name || 'Animal';
  // 實例方法
  this.sleep = function(){
    console.log(this.name + '正在睡覺！');
  }
}
// 原型方法
Animal.prototype.eat = function(food) {
  console.log(this.name + '正在吃：' + food);
};

一、原型鏈繼承

核心： 將父類的實例做爲子類的原型

function Cat(){ 
}
Cat.prototype = new Animal();
Cat.prototype.name = 'cat';

//　Test Code
var cat = new Cat();
console.log(cat.name);
console.log(cat.eat('fish'));
console.log(cat.sleep());
console.log(cat instanceof Animal); //true 
console.log(cat instanceof Cat); //true

特色：

很是純粹的繼承關係，實例是子類的實例，也是父類的實例
父類新增原型方法/原型屬性，子類都能訪問到
簡單，易於實現

缺點：

要想爲子類新增屬性和方法，必需要在new Animal()這樣的語句以後執行，不能放到構造器中
沒法實現多繼承
來自原型對象的引用屬性是全部實例共享的（詳細請看附錄代碼：示例1）
建立子類實例時，沒法向父類構造函數傳參

二、構造繼承

核心：使用父類的構造函數來加強子類實例，等因而複製父類的實例屬性給子類（沒用到原型）

function Cat(name){
  Animal.call(this);
  this.name = name || 'Tom';
}

// Test Code
var cat = new Cat();
console.log(cat.name);
console.log(cat.sleep());
console.log(cat instanceof Animal); // false
console.log(cat instanceof Cat); // true

特色：

解決了1中，子類實例共享父類引用屬性的問題
建立子類實例時，能夠向父類傳遞參數
能夠實現多繼承（call多個父類對象）

缺點：

實例並非父類的實例，只是子類的實例
只能繼承父類的實例屬性和方法，不能繼承原型屬性/方法
沒法實現函數複用，每一個子類都有父類實例函數的副本，影響性能

三、實例繼承

核心：爲父類實例添加新特性，做爲子類實例返回

function Cat(name){
  var instance = new Animal();
  instance.name = name || 'Tom';
  return instance;
}

// Test Code
var cat = new Cat();
console.log(cat.name);
console.log(cat.sleep());
console.log(cat instanceof Animal); // true
console.log(cat instanceof Cat); // false

特色：

不限制調用方式，不論是new 子類()仍是子類(),返回的對象具備相同的效果

缺點：

實例是父類的實例，不是子類的實例
不支持多繼承

四、拷貝繼承

function Cat(name){
  var animal = new Animal();
  for(var p in animal){
    Cat.prototype[p] = animal[p];
  }
  Cat.prototype.name = name || 'Tom';
}

// Test Code
var cat = new Cat();
console.log(cat.name);
console.log(cat.sleep());
console.log(cat instanceof Animal); // false
console.log(cat instanceof Cat); // true

特色：

支持多繼承

缺點：

效率較低，內存佔用高（由於要拷貝父類的屬性）
沒法獲取父類不可枚舉的方法（不可枚舉方法，不能使用for in 訪問到）

五、組合繼承

核心：經過調用父類構造，繼承父類的屬性並保留傳參的優勢，而後經過將父類實例做爲子類原型，實現函數複用

function Cat(name){
  Animal.call(this);
  this.name = name || 'Tom';
}
Cat.prototype = new Animal();

// Test Code
var cat = new Cat();
console.log(cat.name);
console.log(cat.sleep());
console.log(cat instanceof Animal); // true
console.log(cat instanceof Cat); // true

特色：

彌補了方式2的缺陷，能夠繼承實例屬性/方法，也能夠繼承原型屬性/方法
既是子類的實例，也是父類的實例
不存在引用屬性共享問題
可傳參
函數可複用

缺點：

調用了兩次父類構造函數，生成了兩份實例（子類實例將子類原型上的那份屏蔽了）

六、寄生組合繼承

核心：經過寄生方式，砍掉父類的實例屬性，這樣，在調用兩次父類的構造的時候，就不會初始化兩次實例方法/屬性，避免的組合繼承的缺點

function Cat(name){
  Animal.call(this);
  this.name = name || 'Tom';
}
(function(){
  // 建立一個沒有實例方法的類
  var Super = function(){};
  Super.prototype = Animal.prototype;
  //將實例做爲子類的原型
  Cat.prototype = new Super();
})();

// Test Code
var cat = new Cat();
console.log(cat.name);
console.log(cat.sleep());
console.log(cat instanceof Animal); // true
console.log(cat instanceof Cat); //true

特色：

堪稱完美

缺點：

實現較爲複雜

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