你不知道的JS（下）：深入JS（上）

JavaScript 的运行机制

JavaScript 是一种单线程语言，这意味着它在任何时刻只会执行一个任务。为了提升效率，JavaScript 引入了事件循环和调用栈的概念。

1.1 调用栈

调用栈是一个后进先出（LIFO）的数据结构。JavaScript 执行时会将执行上下文放入调用栈中。

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function first() {
    second();
    console.log('First');
}

function second() {
    console.log('Second');
}

first();
// 输出：
// Second
// First

在这个例子中，first 函数被调用，将 second 添加到调用栈中。然后 second 函数执行，输出 'Second'，再返回到 first，输出 'First'。

1.2 事件循环

事件循环用于处理异步操作。在JavaScript中，当遇到异步操作时，不会阻塞主线程，而是将其放入一个任务队列，待调用栈为空时再执行。

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console.log('Start');

setTimeout(() => {
    console.log('Timeout');
}, 0);

console.log('End');
// 输出：
// Start
// End
// Timeout

在这个例子中，尽管 setTimeout 的延迟为 0 毫秒，它仍然会在主线程完成后执行。

作用域和闭包

2.1 作用域

作用域是变量的可访问范围。在 JavaScript 中有全局作用域和局部作用域。

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let globalVar = 'I am a global variable';

function myFunction() {
    let localVar = 'I am a local variable';
    console.log(globalVar); // 可以访问全局变量
    console.log(localVar);   // 可以访问局部变量
}

myFunction();
// 输出：
// I am a global variable
// I am a local variable

2.2 闭包

闭包是指一个函数可以“记住”并访问它定义时的词法作用域，即使这个函数是在其词法作用域之外执行的。

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function outer() {
    let count = 0;

    return function inner() {
        count++;
        console.log(count);
    };
}

const increment = outer();
increment(); // 输出：1
increment(); // 输出：2

在这个例子中，inner 函数形成了一个闭包，可以访问 outer 函数中的 count 变量。

原型与继承

3.1 原型

每个 JavaScript 对象都有一个原型属性，指向另一个对象。通过原型链，JavaScript 实现了继承。

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function Animal(name) {
    this.name = name;
}

Animal.prototype.speak = function () {
    console.log(`${this.name} makes a noise.`);
};

const dog = new Animal('Dog');
dog.speak(); // 输出：Dog makes a noise.

3.2 继承

可以通过原型链实现对象的继承。

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function Dog(name) {
    Animal.call(this, name); // 调用父构造函数
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Dog.prototype.constructor = Dog;

Dog.prototype.speak = function () {
    console.log(`${this.name} barks.`);
};

const dog = new Dog('Rex');
dog.speak(); // 输出：Rex barks.

在这个例子中，Dog 继承了 Animal 的属性和方法。

异步编程

JavaScript 提供多种方式来处理异步编程，包括回调、Promise 和 async/await。

4.1 回调

回调是最基本的异步处理方式。

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function fetchData(callback) {
    setTimeout(() => {
        callback('Data received');
    }, 1000);
}

fetchData((data) => {
    console.log(data); // 输出：Data received
});

4.2 Promise

Promise 提供了一种更强大且易于管理的异步编程方式。

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function fetchData() {
    return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(() => {
            resolve('Data received');
        }, 1000);
    });
}

fetchData().then((data) => {
    console.log(data); // 输出：Data received
});

4.3 Async/Await

Async/Await 是基于 Promise 的语法糖，更加简洁易读。

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async function fetchData() {
    return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(() => {
            resolve('Data received');
        }, 1000);
    });
}

(async () => {
    const data = await fetchData();
    console.log(data); // 输出：Data received
})();

模块化开发

模块化是将代码分割成独立模块的过程，方便管理和复用。

5.1 ES6 模块

ES6 引入了模块化的标准。

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// math.js
export function add(x, y) {
    return x + y;
}

// main.js
import { add } from './math.js';

console.log(add(2, 3)); // 输出：5

5.2 CommonJS

Node.js 使用 CommonJS 模块化。

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// math.js
exports.add = function (x, y) {
    return x + y;
};

// main.js
const math = require('./math');

console.log(math.add(2, 3)); // 输出：5

错误处理

错误处理是编写健壮代码的重要部分。

6.1 try...catch

使用 try...catch 捕获同步代码中的错误。

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try {
    throw new Error('Something went wrong');
} catch (error) {
    console.error(error.message); // 输出：Something went wrong
}

6.2 Promise 错误处理

处理 Promise 中的错误。

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fetchData()
    .then((data) => {
        console.log(data);
    })
    .catch((error) => {
        console.error(error);
    });

6.3 Async/Await 错误处理

在 async 函数中可以使用 try...catch 处理错误。

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(async () => {
    try {
        const data = await fetchData();
        console.log(data);
    } catch (error) {
        console.error(error);
    }
})();

性能优化

提高 JavaScript 性能的技巧包括减少 DOM 操作、使用节流和防抖等。

7.1 减少 DOM 操作

DOM 操作是昂贵的，应该尽量减少。

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const list = document.createElement('ul');

for (let i = 0; i < 1000; i++) {
    const item = document.createElement('li');
    item.textContent = `Item ${i}`;
    list.appendChild(item);
}

document.body.appendChild(list);

7.2 节流和防抖

节流和防抖用于限制函数调用频率。

防抖

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function debounce(func, delay) {
    let timeout;
    return function (...args) {
        clearTimeout(timeout);
        timeout = setTimeout(() => func.apply(this, args), delay);
    };
}

节流

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function throttle(func, limit) {
    let lastFunc;
    let lastRan;
    return function (...args) {
        if (!lastRan) {
            func.apply(this, args);
            lastRan = Date.now();
        } else {
            clearTimeout(lastFunc);
            lastFunc = setTimeout(() => {
                if (Date.now() - lastRan >= limit) {
                    func.apply(this, args);
                    lastRan = Date.now();
                }
            }, limit - (Date.now() - lastRan));
        }
    };
}

总结

JavaScript 是一种功能强大的编程语言，掌握其深入知识对于编写高效、可维护的代码至关重要。本文涵盖了 JavaScript 的运行机制、作用域与闭包、原型与继承、异步编程、模块化开发、错误处理及性能优化等内容。希望对你深入理解 JavaScript 有所帮助。