Una re-introducció a JavaScript (tutorial JS)

Introducció

Per què una reintroducció? Perqué JavaScriptpassa per ser el llenguatge de programació més incomprés del món. Tot i que sovint és ridiculitzat anomenat-el joguina, per sota de la seva simplicitat enganyosa té algunes característiques del llenguatge de gran calat. JavaScript s'utilitza per un nombre increïble d'aplicacions d'alt perfil, que mostra que un coneixement més profund d'aquesta tecnologia és una habilitat important per a qualsevol desenvolupador web o mòbil.

És útil començar amb una visió general de la història del llenguatge. JavaScript va ser creat el 1995 per Brendan Eich, enginyer de Netscape, i la primera versió va sortir amb Netscape 2 a principis de 1996. (Originalment s'anava a dir LiveScript, però en una decisió pot encertada de marqueting se li va canviar pel de JavaScript en un intent de capitalitzar la popularitat del llenguatge Java de Sun Microsystem -. tot i  que els dos llenguatges tenen molt poc en comú. Això ha sigut, des de llavors,  una font de confusió).

Alguns mesos més tard, Microsoft va llançar JScript, un llenguatge compatible amb Internet Explorer 3 semblant a JavaScript. Uns mesos més tard Netscape el va portar a Ecma International, una organització d'estandarització europea, i d'aquí en va sortir la primera edició de l'estandard ECMAScript d'aquell any. L'estandard va patir una important actualització a la tercera edició de l'ECMAScript el 1999, i s'ha mantingut estable des de llavors. La quarta edició es va abandonar, degut a diferència sobre la complexitat del llenguatge. Moltes parts de la quarta edició van servir de base per a la 5ena edició de l'ECMAScript , publicada el Desembre de 2009, i per la 6ena i més gran versió de l'estandard, que es publicarà el 2015.

D'ara en endavant, per familiaritat, em referiré a l'ECMAScript com a "JavaScript".

Al contrari que la majoria de llenguatges de programació, JavaScript no té el concepte de "input" ( entrada) o "output" sortida. Està pensat per a ser executat com un llenguatge d'"script" sobre un entorn extern que l'acull i li proporciona els mecanismes per a la comunicació amb el món exterior. L'entorn més comú és el navegador, però l'intèrpret de JavaScript es pot trobar en una extensa llista d'altres llocs, incloent Adobe Acrobat, Abobe Photoshop, imatge SVG , Yahoo's Widget engine, entorns de la banda del servidor com Node.js, bases de dades NoSQL com Apache CouchDB, que es de codi obert, ordinadors integrats, entorns d'escriptori sencers com GNOME (una de les GUIs pel sistema operatiu GNU/Linux més populars), i la llista segueix.

Visió General

JavaScript és un llenguatge orientat a objectes dinàmic amb tipus i operadors, amb contructor estàndard  d'objectes i mètodes. La seva sintaxi ve de llenguatges com  ara Java i C, de manera que moltes de les estructures d'aquests llenguatges s'apliquen també a JavaScript. Una de les principals diferències és que JavaScript no té classes; En el seu lloc, la funcionalitat de classe s'aconsegueix mitjançant prototips d'objectes. L'altra diferència principal és que les funcions són objectes, donant a les  funcions la capacitat de tenir codi executable i ser passat a una altre funció com qualsevol altre objecte.

Comencem per mirar el component bàsic de qualsevol idioma: els tipus. Els programes de JavaScript manipulen valors, i tots aquests valors pertanyen a un tipus. Els tipus de JavaScript són:

• Number
• String
• Boolean
• Function
• Object
• Symbol (nou a la 6ena edició)

... ah, i undefined i nul, que són ... una mica estranys. I les matrius arrays, que són un tipus especial d'objecte. I Data i RegExp, que són objectes que tens de forma gratuïta. I per ser tècnicament precisos, les funcions són només un tipus especial d'objecte. Així que el diagrama tipus s'assembla més a això:

• Number
• String
• Boolean
• Symbol (nou a l'edició 6)
• Object
  • Function
  • Array
  • Date
  • RegExp
• null
• undefined

I també hi ha alguns tipus interns com aquest Error . Crec que ésmés senzill si ens quedem amb el primer diagrama.

Nombres

Els nombres a JavaScript són "valors de 64-bit de doble precisió en format IEEE 754", d'acord amb l'especificació. Això té conseqüències interessants. No hi ha. No hi ha coses com "integer" (nombre enter) a JavaScript, així que et cal ser una mica curós amb la seva aritmètica si estàs acostumat a les operacions de C o Java. Compte amb coses com:

0.1 + 0.2 == 0.30000000000000004

A la pràctica, els valors enters són tractats com sencers de 32 bits (i s'emmagatzemen d'aquesta manera en algunes implementacions de navegador), fet que pot ser important per a operacions bit a bit.

Els operadors aritmètics estàndard hi són implantats, inclou la suma, la resta, el mòdul (o el residu) i molts altres. També hi ha un objecte incorporat que em vaig oblidar d'esmentar anteriorment que s'anomena Math per si vols realitzar funcions matemàtiques més avançades i valors de constants:.

Math.sin(3.5);
var circumfrence = Math.PI * (r + r);

Pot convertir una cadena a un enter utilitzant la funció incorporada parseInt (). Això pren com a base ( decimal, hexadecimal, ...) per a la conversió un segon argument opcional , que sempre s'ha de proporcionar

parseInt("123", 10); // 123
parseInt("010", 10); // 10

Si no el proporciones, pots obtenir resultats sorprenents en els navegadors més antics (anteriors a 2013):

parseInt("010"); // 8

Això passa perquè la funció parseInt () tracta per defecte la cadena com un nombre octal degut al 0 inicial.

Si voleu convertir un nombre binari a un sencer, només cal canviar la base:

parseInt("11", 2); // 3

De la mateixa manera, pot analitzar els nombres de coma flotant utilitzant la funció incorporada parseFloat () que fa servir sempre la base 10 a diferència del seu cosí parseInt () .

També pot utilitzar l'operador unari + per convertir les cadenes amb nombre als seus valors :

+ "42"; // 42 

Un valor especial anomenat NaN (abreviatura de "Not a Number") es retorna si la cadena no és un nombre:

parseInt("hello", 10); // NaN

NaN és toxic: si es proporciona com una entrada a qualsevol operació matemàtica el resultat també serà sempre NaN:

NaN + 5; // NaN

Podeu provar NaN utilitzant al funció incorporada isNaN ():

isNaN(NaN); // true

JavaScript també té els valors especials com l'infinit Infinity i també -infinity:

 1 / 0; //  Infinity
-1 / 0; // -Infinity

Podeu provar Infinity, -Infinity i el valor NaN utilitzant la funció incorporada  isFinite () :

isFinite(1/0); // false
isFinite(-Infinity); // false
isFinite(NaN); // false

Cadenes

Les cadenes a JavaScript són seqüències de caràcters. Més exactament,  són seqüències de caràcters Unicode, amb cada caràcter representat per un nombre de 16 bits. Això hauria de ser una bona notícia per a qualsevol persona que ha hagut de lidiar amb la internacionalització.

Si vol representar un sol caràcter, només ha d'utilitzar una cadena de longitud 1.

Per trobar la longitud d'una cadena, pot accedir a la seva propietat ( atribut) length:

"hello".length; // 5

Aquí tenim la nostra primera topoda amb objectes JavaScript! He esmentat que pot fer servir cadenes com objectes  Tenen mètodes, que li permeten manipular la informació de la cadena i l'accés a la cadena:

"hello".charAt(0); // "h"
"hello, world".replace("hello", "goodbye"); // "goodbye, world"
"hello".toUpperCase(); // "HELLO"

Altres Tipus

JavaScript distingeix entre nul, que és un valor que indica un no-valor deliberat (i només és accessible a través de la paraula clau null), i indefinit, que és un valor de tipus 'indefinit' que indica un valor no inicialitzat - és a dir, un valor que ni tan sols s'ha assignat encara. Parlarem de les variables més tard, però a JavaScript, és possible declarar una variable sense assignar un valor a la mateixa. Si fa això, el tipus de la variable no està definida. indefinit és en realitat una constant.

JavaScript té un tipus booleà, amb possibles valors vertaders i falsos (que són paraules clau). Qualsevol valor pot ser convertit a un valor booleà d'acord amb les següents regles:

1. false, 0, cadena buida (""), NaN, null, i undefined tots donant com a resultat false.
2. Tots els altres valors es considern true.

Pot dur a terme aquesta conversió utilitzant de manera explícita la funció Boolean ():

Boolean("");  // false
Boolean(234); // true

De totes maneres, no sol ser necessari, Javascript fa aquesta conversió automàticament quan s'espera un booleà, com en una sentència if (veure més avall). Per aquesta raó, de vegades parlem senzillamentt de "valors vertaders" i "valors falsos", és a dir els valors que esdevenen vertaders i falsos, respectivament, quan es converteixen en booleans. Aquests valors poden es poden dir  "Truthy" i "Falsy", respectivament.

Operacions booleanes com && (AND lògic), || (o lògica), i! (Lògic no) també estan incorporats; Skip. Veure més avall.

Variables

Les noves variables a JavaScript es declaren fent servir la paraula clau var:

var a;
var name = "simon";

Si es declara una variable sense assignar un valor a la mateixa, el seu tipus no està definit.

Una diferència important amb altres llenguatges com ara Java és que a JavaScript els blocs no tenen un "scope" (àmbit a on tenen un valor assignat) ( ; només les funcions tenen àmbit d'aplicació. Així que si una variable es defineix fent servir var en una sentència composta (per exemple, dins d'una estructura de control "if"), serà visible a tota la funció. No obstant això, a partir de ECMAScript Edition 6, es permeten les declaracions const que permetrar crear variables amb ambit d'assignació.

Operadors

Els Operadors numèrics de JavaScript són +, -, *, / i% - que és l'operador del reste de la divisió. Els valors s'assignen utilitzant  =, i també hi ha instruccions d'assignació compostos com  += i -=.  Aquests últims equivalen a  x = x operador i.

x += 5
x = x + 5 //equival a l'operador anterior

Podeu utilitzar ++ i - per augmentar i decrèixer, respectivament. Poden ser usats com a operadors de prefix o sufix.

L'operador + també serveix per a la concatenació de cadenes:

"hello" + " world"; // "hello world"

Si s'agrega una cadena a un nombre (o un altre valor) tot es converteix a cadena su el primer valor és la cadena . Si no, primer s'operen el nombre i després es converteix a cadena:

"3" + 4 + 5;  // "345"
 3 + 4 + "5"; // "75"

Afegir una cadena buida a alguna cosa és una forma útil per a la seva conversió.

Les comparacions a JavaScript es poden fer usant <, >,  <= i >= . Aquests funcionen tant per cadenes com per nombres. L' "igual a" és una mica més complicatl. El doble igual fa la conversió al mateix tipus si són diferents i després compara els valors . Això, de vegades, suposa resultats interessants:

"dog" == "dog"; // true
1 == true; // true

Per tenir em compte el tipus en la comparació , utilitza l'operador  triple igual:

1 === true;    // false
true === true; // true

Hi ha tamble l'operador contrari != i contrari estricte !== .

JavaScript té també operacions bit a bit. Si voleu utilitzar-les, allà estan.

Estructures de control

JavaScript té un conjunt similar d'estructures de control a altres idiomes de la família C. Les sentències condicionals es fan a partir d' "if", i "else" ; ès poden encadenar si et convé:

var name = "kittens";
if (name == "puppies") {
  name += "!";
} else if (name == "kittens") {
  name += "!!";
} else {
  name = "!" + name;
}
name == "kittens!!"

JavaScript té bucles while i do-while. El primer d'ells és bo per bucles bàsics; el segon pels bucles que vol que s'executin com a mínim una vegada:

while (true) {
  // an infinite loop!
}

var input;
do {
  input = get_input();
} while (inputIsNotValid(input))

El bucle "for" és el mateix que a C i Java: se li permet proporcionar la informació de control del bucle en una sola línia.

for (var i = 0; i < 5; i++) {
  // Will execute 5 times
}

Els operadors  && i || fan servir la lògica de curtcircuit,  això significa que el segon operant depèn de la primer. Això és útil per exemple per comprovar que els objectes no siguin nuls abans d'accedir als seus atributs:

var name = o && o.getName();

O per donar valors per defecte:

var name = otherName || "default";

JavaScript té un operador ternari per expressions condicionals:

var allowed = (age > 18) ? "yes" : "no";

La declaració switch pot ser utilitzat per comparar amb múltiples branques basades en nombres o cadenes:

switch(action) {
  case 'draw':
    drawIt();
    break;
  case 'eat':
    eatIt();
    break;
  default:
    doNothing();
}

Si no afegeix una sentència break, l'execució  "cauen al" següent nivell. Això rares vegades serà el que voldrà - de fet val la pena etiquetar específicament aquest "fallthrough" deliberat si és el cas  amb un comentari per ajudar a la depuració:

switch(a) {
  case 1: // fallthrough
  case 2:
    eatIt();
    break;
  default:
    doNothing();
}

La clàusula d'incompliment és opcional. Pot tenir expressions, tant en la part del "switch" com la dels casos si vol; les comparacions es realitzen entre els dos fent servir l'operador ===:

switch(1 + 3) {
  case 2 + 2:
    yay();
    break;
  default:
    neverhappens();
}

Objectes

Els objectes de JavaScript poden ser considerats com a simples col·leccions de parells nom-valor. Com a tals, són similars a:

• Dicdionaris a Python
• Hashes in Perl and Ruby
• Taules Hash a C i C++
• HashMaps a Java
• Matrius associades a PHP

En realitat aquesta estructura de dades és fa ser tant que és una prova de la seva enorme versatilitat. Ja que tot (fins i tots els tipus bàsics) a JavaScript són objectes, qualsevol programa en JavaScript implica, naturalment, una gran quantitat d'operacions de recerca a taules hash. Éstà molt bé que siguin tan ràpids.

La part del  "nom" és una cadena JavaScript, mentre que la part del " valor" pot ser qualsevol valor de Javascript - incloent altres objectes. Això li permet construir estructures de dades de la complexitat que es necessiti.

Hi ha dues formes bàsiques per crear un objecte buit:

var obj = new Object();

I:

var obj = {};

I....

function Person(name, age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
}

// Defineix un objecte
var You = new Person("You", 24); 
// Estem creant una nova persona amb el nom "You" 
// (que serà el primer paràmetre, i l'edat..)

Aquestes formes són semànticament equivalents; la segona es diu sintaxi literal d'objecte, i és la més convenient. Aquesta sintaxi és també el nucli de format JSON i s'ha de preferir en tot moment.

Un cop creat un objecte ,  és pot accedir a les seves propietats de nou d'una d'aquestes  dues maneres:

obj.name = "Simon";
var name = obj.name;

I...

obj["name"] = "Simon";
var name = obj["name"];

Aquestes dues, també són semànticament equivalents. El segon mètode té l'avantatge que el nom de la propietat s'ofereix com una cadena, el que significa que es pot calcular en temps d'execució, encara que l'ús d'aquest mètode evita que algunes  optimitzacions de motor  JavaScript i Minifier s'apliquin. També es pot utilitzar per definir i obtenir propietats amb noms que són paraules reservades o que tenen espais:

obj.for = "Simon"; // Syntax error, perque 'for' es una paraula reservada
obj["for"] = "Simon"; // funciona

La sintaxi d'objecte literal es pot fer servir per inicialitzar un objecte totalment:

var obj = {
  name: "Carrot",
  "for": "Max",
  details: {
    color: "orange",
    size: 12
  }
}

L'accès als atributs pot ser encadenat:

obj.details.color; // orange
obj["details"]["size"]; // 12

Matrius

Les matrius a Javascript són en realitat un tipus especial d'objecte. Treballen de manera molt semblant als objectes normals ( naturalment a les seves propietats només es pot accedir mitjançant la sintaxi de claudàtors []) però tenen una propietat màgica anomenada "length" (llargada) , que sempre és un  nombre més que l'índex més alt de la matriu.

Una forma de creació de matrius és la següent:

var a = new Array();
a[0] = "dog";
a[1] = "cat";
a[2] = "hen";
a.length; // 3

Una notació més convenient és utilitzar una matriu literal:

var a = ["dog", "cat", "hen"];
a.length; // 3

Recordeu que array.length no és necessàriament el nombre d'elements de la matriu. Considera el següent:

var a = ["dog", "cat", "hen"];
a[100] = "fox";
a.length; // 101

Recordi - la longitud de la matriu és un nombre més que l'índex més alt.

Si es consulta un índex de matriu que no existeix, s'obté indefinit:

typeof a[90]; // indefinit

Si es té en compte l'anterior, es pot iterar sobre una matriu mitjançant el següent:

for (var i = 0; i < a.length; i++) {
  // Fer alguna cosa amb a[i]
}

Això és una mica ineficient si cada passada del bucle ha de calcular la "length". És pot millorar fent:

for (var i = 0, len = a.length; i < len; i++) {
  // Do something with a[i]
}

Una forma més maca, tot i que amb limitacions,  seria:

for (var i = 0, item; item = a[i++];) {
  // Do something with item
}

Aquí estem creant dues variables. L'assignació a la part del mig del bucle també és comprova si es "true" - si això és així, el bucle continua. Després i es va incrementant, els elements de la matriu seran assignats a "item" en ordre seqüencial. El bucle es deté quan es troba que "item" és un element "Falsy"( per tant no definit).

Aquest truc només s'ha d'utilitzar per a les matrius que sap que no contenen valors "Falsy" (arrays d'objectes o DOM nodes, per exemple). Si està iterant sobre dades numèriques que podria incloure una dada 0 o una cadena que podria incloure la cadena buida s'ha d'utilitzar l'i, amb "len".

Pot iterar sobre una matriu usant un bucle for ... in. Recordeu que si algú afegeix noves propietats a Array.prototype, també es repetiran al llarg d'aquest bucle. Per tant  "no" es recomana aquest mètode.

Una altra forma d'iterar sobre una matriu que s'ha afegit amb ECMAScript 5 és foreach ():

["dog", "cat", "hen"].forEach(function(currentValue, index, array) {
  // Fer alguan cosa amb el valoractual o matriu[index]
});

Si vol afegir un element a una matriu simplement pot fer-ho d'aquesta manera:

a.push(item);

Les matrius vénen amb una sèrie de mètodes. Mira també la documentació completa pels mètodes de matriu.

Funcions

Juntament amb els objectes, les funcions són el component central en la comprensió de JavaScript. La funció més bàsica no podria ser molt més simple:

function add(x, y) {
  var total = x + y;
  return total;
}

Això demostra tot el que cal saber sobre les funcions bàsiques. Una funció de JavaScript pot tenir 0 o més paràmetres. El cos de la funció pot contenir tantes declaracions com es vulgui, i pot declarar les seves pròpies variables que són locals per a aquesta funció. La sentència return es pot utilitzar per tornar un valor en qualsevol moment i acabar la funció. Si no s'utilitza cap sentència return (o una declaració buida sense valor), JavaScript retorna undefined.

Els paràmetres amb nom resulten ser més com directrius que res mes. Pot cridar ("call")  una funció sense passar els paràmetres que espera, en aquest cas és passaran com indefinits.

add(); // NaN 
//No pots fer una suma amb un valor indefinit

També és pot passar més arguments dels que la funció espera:

add(2, 3, 4); // 5 
// ha sumat els dos primers; el 4 ha sigut ignorat

Això pot semblar una mica ximple, però les funcions tenen accés a variables addicional dins del seu cos que s'anomenen arguments, que és com una matriu amb tots els valors passats a la funció. Tornem a escriure la funció  add perque accepti tants valors com es vulgui:

function add() {
  var sum = 0;
  for (var i = 0, j = arguments.length; i < j; i++) {
    sum += arguments[i];
  }
  return sum;
}

add(2, 3, 4, 5); // 14

Penso que això no és més eficaç que escriure 2 + 3 + 4 + 5. Creem una funció més útil, calcular el promig:

function avg() {
  var sum = 0;
  for (var i = 0, j = arguments.length; i < j; i++) {
    sum += arguments[i];
  }
  return sum / arguments.length;
}

avg(2, 3, 4, 5); // 3.5

Això és molt més útil, peró introdueix un nou problema. La funció avg () pren una llista d'argument separada per comes - però que passa si vol trobar la mitjana d'una  matriu? Podria reescriure la funció de la següent manera:

function avgArray(arr) {
  var sum = 0;
  for (var i = 0, j = arr.length; i < j; i++) {
    sum += arr[i];
  }
  return sum / arr.length;
}

avgArray([2, 3, 4, 5]); // 3.5

Però seria bo poder tornar a utilitzar la funció que ja hem creat. Per sort, JavaScript li permet cridar a una funció i cridar-la amb una sèrie arbitrària d'arguments, utilitzant el mètode  apply ()  de qualsevol objecte de funció.

avg.apply(null, [2, 3, 4, 5]); // 3.5

El segon argument per apply () és la matriu que fem servir com  a argument; el primer es discutirà més endavant. Això posa en relleu el fet que les funcions són objectes també.

JavaScript li deixa creas funcions anònimes.

var avg = function() {
  var sum = 0;
  for (var i = 0, j = arguments.length; i < j; i++) {
    sum += arguments[i];
  }
  return sum / arguments.length;
};

Aquesta és semànticament equivalent a la forma funció avg (). És molt potent, ja que li permet posar una definició de funció completa en qualsevol lloc, fins i tot on normalment si posa una expressió. Això permet  tot tipus de trucs enginyosos. Aquí té una manera d '"amagar" algunes variables locals - àmbit de bloc com en C:

var a = 1;
var b = 2;

(function() {
  var b = 3;
  a += b;
})();

a; // 4
b; // 2

JavaScript li permet cridar a funcions de forma recursiva. Això és particularment útil per fer front a les estructures d'arbre, com la que s'obté en el navegador DOM.

function countChars(elm) {
  if (elm.nodeType == 3) { // TEXT_NODE
    return elm.nodeValue.length;
  }
  var count = 0;
  for (var i = 0, child; child = elm.childNodes[i]; i++) {
    count += countChars(child);
  }
  return count;
}

Això posa en relleu un problema potencial amb funcions anònimes: com cridar-les de forma recursiva si no tenen un nom? JavaScript permet gravar en una expressió el nom de la funció . Podeu utilitzar noms IIFEs  (Expressions de funció Immediatament invocats) com a continuació:

var charsInBody = (function counter(elm) {
  if (elm.nodeType == 3) { // TEXT_NODE
    return elm.nodeValue.length;
  }
  var count = 0;
  for (var i = 0, child; child = elm.childNodes[i]; i++) {
    count += counter(child);
  }
  return count;
})(document.body);

El nom proporcionat a una expressió de funció com l'anterior només està disponible pel propi àmbit de la funció. Això permet tant que el motor pugui optimitzar més l'execució  un codi més llegible. El nom també apareix en el depurador i en alguns seguiments de pila  poden estalviar-li  temps.

Recordeu que les funcions de JavaScript són en si mateixes objectes i se les hi pot afegir o canviar les propietats igual que en els objectes que hem vist a la secció Objectes

Custom objects

In classic Object Oriented Programming, objects are collections of data and methods that operate on that data. JavaScript is a prototype-based language which contains no class statement, such as is found in C++ or Java. (This is sometimes confusing for programmers accustomed to languages with a class statement.) Instead, JavaScript uses functions as classes. Let's consider a person object with first and last name fields. There are two ways in which the name might be displayed: as "first last" or as "last, first". Using the functions and objects that we've discussed previously, here's one way of doing it:

function makePerson(first, last) {
  return {
    first: first,
    last: last
  };
}
function personFullName(person) {
  return person.first + ' ' + person.last;
}
function personFullNameReversed(person) {
  return person.last + ', ' + person.first;
}

s = makePerson("Simon", "Willison");
personFullName(s); // "Simon Willison"
personFullNameReversed(s); "Willison, Simon"

This works, but it's pretty ugly. You end up with dozens of functions in your global namespace. What we really need is a way to attach a function to an object. Since functions are objects, this is easy:

function makePerson(first, last) {
  return {
    first: first,
    last: last,
    fullName: function() {
      return this.first + ' ' + this.last;
    },
    fullNameReversed: function() {
      return this.last + ', ' + this.first;
    }
  };
}

s = makePerson("Simon", "Willison")
s.fullName(); // "Simon Willison"
s.fullNameReversed(); // "Willison, Simon"

There's something here we haven't seen before: the this keyword. Used inside a function, this refers to the current object. What that actually means is specified by the way in which you called that function. If you called it using dot notation or bracket notation on an object, that object becomes this. If dot notation wasn't used for the call, this refers to the global object.

Note that this is a frequent cause of mistakes. For example:

s = makePerson("Simon", "Willison");
var fullName = s.fullName;
fullName(); // undefined undefined

When we call fullName() alone, without using s.fullName(), this is bound to the global object. Since there are no global variables called first or last we get undefined for each one.

We can take advantage of the this keyword to improve our makePerson function:

function Person(first, last) {
  this.first = first;
  this.last = last;
  this.fullName = function() {
    return this.first + ' ' + this.last;
  };
  this.fullNameReversed = function() {
    return this.last + ', ' + this.first;
  };
}
var s = new Person("Simon", "Willison");

We have introduced another keyword: new. new is strongly related to this. What it does is it creates a brand new empty object, and then calls the function specified, with this set to that new object. Notice though that the function specified with this does not return a value but merely modifies the this object. It's new that returns the this object to the calling site. Functions that are designed to be called by new are called constructor functions. Common practice is to capitalize these functions as a reminder to call them with new.

The improved function still has the same pitfall with calling fullName() alone.

Our person objects are getting better, but there are still some ugly edges to them. Every time we create a person object we are creating two brand new function objects within it — wouldn't it be better if this code was shared?

function personFullName() {
  return this.first + ' ' + this.last;
}
function personFullNameReversed() {
  return this.last + ', ' + this.first;
}
function Person(first, last) {
  this.first = first;
  this.last = last;
  this.fullName = personFullName;
  this.fullNameReversed = personFullNameReversed;
}

That's better: we are creating the method functions only once, and assigning references to them inside the constructor. Can we do any better than that? The answer is yes:

function Person(first, last) {
  this.first = first;
  this.last = last;
}
Person.prototype.fullName = function() {
  return this.first + ' ' + this.last;
};
Person.prototype.fullNameReversed = function() {
  return this.last + ', ' + this.first;
};

Person.prototype is an object shared by all instances of Person. It forms part of a lookup chain (that has a special name, "prototype chain"): any time you attempt to access a property of Person that isn't set, JavaScript will check Person.prototype to see if that property exists there instead. As a result, anything assigned to Person.prototype becomes available to all instances of that constructor via the this object.

This is an incredibly powerful tool. JavaScript lets you modify something's prototype at any time in your program, which means you can add extra methods to existing objects at runtime:

s = new Person("Simon", "Willison");
s.firstNameCaps(); // TypeError on line 1: s.firstNameCaps is not a function

Person.prototype.firstNameCaps = function() {
  return this.first.toUpperCase()
};
s.firstNameCaps(); // "SIMON"

Interestingly, you can also add things to the prototype of built-in JavaScript objects. Let's add a method to String that returns that string in reverse:

var s = "Simon";
s.reversed(); // TypeError on line 1: s.reversed is not a function

String.prototype.reversed = function() {
  var r = "";
  for (var i = this.length - 1; i >= 0; i--) {
    r += this[i];
  }
  return r;
};

s.reversed(); // nomiS

Our new method even works on string literals!

"This can now be reversed".reversed(); // desrever eb won nac sihT

As I mentioned before, the prototype forms part of a chain. The root of that chain is Object.prototype, whose methods include toString() — it is this method that is called when you try to represent an object as a string. This is useful for debugging our Person objects:

var s = new Person("Simon", "Willison");
s; // [object Object]

Person.prototype.toString = function() {
  return '<Person: ' + this.fullName() + '>';
}

s.toString(); // "<Person: Simon Willison>"

Remember how avg.apply() had a null first argument? We can revisit that now. The first argument to apply() is the object that should be treated as 'this'. For example, here's a trivial implementation of new:

function trivialNew(constructor, ...args) {
  var o = {}; // Create an object
  constructor.apply(o, args);
  return o;
}

This isn't an exact replica of new as it doesn't set up the prototype chain (it would be difficult to illustrate). This is not something you use very often, but it's useful to know about. In this snippet, ...args (including the ellipsis) is called the "rest arguments" – as the name implies, this contains the rest of the arguments.

Calling

var bill = trivialNew(Person, "William", "Orange");

is therefore almost equivalent to

var bill = new Person("William", "Orange");

apply() has a sister function named call, which again lets you set this but takes an expanded argument list as opposed to an array.

function lastNameCaps() {
  return this.last.toUpperCase();
}
var s = new Person("Simon", "Willison");
lastNameCaps.call(s);
// Is the same as:
s.lastNameCaps = lastNameCaps;
s.lastNameCaps();

Inner functions

JavaScript function declarations are allowed inside other functions. We've seen this once before, with an earlier makePerson() function. An important detail of nested functions in JavaScript is that they can access variables in their parent function's scope:

function betterExampleNeeded() {
  var a = 1;
  function oneMoreThanA() {
    return a + 1;
  }
  return oneMoreThanA();
}

This provides a great deal of utility in writing more maintainable code. If a function relies on one or two other functions that are not useful to any other part of your code, you can nest those utility functions inside the function that will be called from elsewhere. This keeps the number of functions that are in the global scope down, which is always a good thing.

This is also a great counter to the lure of global variables. When writing complex code it is often tempting to use global variables to share values between multiple functions — which leads to code that is hard to maintain. Nested functions can share variables in their parent, so you can use that mechanism to couple functions together when it makes sense without polluting your global namespace — 'local globals' if you like. This technique should be used with caution, but it's a useful ability to have.

Closures

This leads us to one of the most powerful abstractions that JavaScript has to offer — but also the most potentially confusing. What does this do?

function makeAdder(a) {
  return function(b) {
    return a + b;
  };
}
var x = makeAdder(5);
var y = makeAdder(20);
x(6); // ?
y(7); // ?

The name of the makeAdder function should give it away: it creates new 'adder' functions, which when called with one argument add it to the argument that they were created with.

What's happening here is pretty much the same as was happening with the inner functions earlier on: a function defined inside another function has access to the outer function's variables. The only difference here is that the outer function has returned, and hence common sense would seem to dictate that its local variables no longer exist. But they do still exist — otherwise the adder functions would be unable to work. What's more, there are two different "copies" of makeAdder's local variables — one in which a is 5 and one in which a is 20. So the result of those function calls is as follows:

x(6); // returns 11
y(7); // returns 27

Here's what's actually happening. Whenever JavaScript executes a function, a 'scope' object is created to hold the local variables created within that function. It is initialised with any variables passed in as function parameters. This is similar to the global object that all global variables and functions live in, but with a couple of important differences: firstly, a brand new scope object is created every time a function starts executing, and secondly, unlike the global object (which is accessible as this and in browsers is accessible as window) these scope objects cannot be directly accessed from your JavaScript code. There is no mechanism for iterating over the properties of the current scope object, for example.

So when makeAdder is called, a scope object is created with one property: a, which is the argument passed to the makeAdder function. makeAdder then returns a newly created function. Normally JavaScript's garbage collector would clean up the scope object created for makeAdder at this point, but the returned function maintains a reference back to that scope object. As a result, the scope object will not be garbage collected until there are no more references to the function object that makeAdder returned.

Scope objects form a chain called the scope chain, similar to the prototype chain used by JavaScript's object system.

A closure is the combination of a function and the scope object in which it was created.

Closures let you save state — as such, they can often be used in place of objects. Several excellent introductions to closures can be found here.

Memory leaks

An unfortunate side effect of closures is that they make it trivially easy to leak memory in Internet Explorer. JavaScript is a garbage collected language — objects are allocated memory upon their creation and that memory is reclaimed by the browser when no references to an object remain. Objects provided by the host environment are handled by that environment.

Browser hosts need to manage a large number of objects representing the HTML page being presented — the objects of the DOM. It is up to the browser to manage the allocation and recovery of these.

Internet Explorer uses its own garbage collection scheme for this, separate from the mechanism used for JavaScript. It is the interaction between the two that can cause memory leaks.

A memory leak in IE occurs any time a circular reference is formed between a JavaScript object and a native object. Consider the following:

function leakMemory() {
  var el = document.getElementById('el');
  var o = { 'el': el };
  el.o = o;
}

The circular reference formed above creates a memory leak; IE will not free the memory used by el and o until the browser is completely restarted.

The above case is likely to go unnoticed; memory leaks only become a real concern in long running applications or applications that leak large amounts of memory due to large data structures or leak patterns within loops.

Leaks are rarely this obvious — often the leaked data structure can have many layers of references, obscuring the circular reference.

Closures make it easy to create a memory leak without meaning to. Consider this:

function addHandler() {
  var el = document.getElementById('el');
  el.onclick = function() {
    el.style.backgroundColor = 'red';
  };
}

The above code sets up the element to turn red when it is clicked. It also creates a memory leak. Why? Because the reference to el is inadvertently caught in the closure created for the anonymous inner function. This creates a circular reference between a JavaScript object (the function) and a native object (el).

There are a number of workarounds for this problem. The simplest is not to use the el variable:

function addHandler(){
  document.getElementById('el').onclick = function(){
    this.style.backgroundColor = 'red';
  };
}

Surprisingly, one trick for breaking circular references introduced by a closure is to add another closure:

function addHandler() {
  var clickHandler = function() {
    this.style.backgroundColor = 'red';
  };
  (function() {
    var el = document.getElementById('el');
    el.onclick = clickHandler;
  })();
}

The inner function is executed straight away, and hides its contents from the closure created with clickHandler.

Another good trick for avoiding closures is breaking circular references during the window.onunload event. Many event libraries will do this for you. Note that doing so disables the back-forward cache in Firefox, so you should not register an unload listener in Firefox, unless you have other reasons to do so.