JavaScript 原型链

时间  2019-11-16
标签 javascript 原型 栏目 JavaScript 繁體版
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大部分面向对象的编程语言，都是以“类”（class）做为对象体系的语法基础。JavaScript语言中是没有class的概念的(ES6以前,ES6中虽然提供了class的写法，但实现原理并非传统的“类”class概念，仅仅是一种写法)， 可是它依旧能够实现面向对象的编程，这就是经过JavaScript中的“原型对象”(prototype)来实现的。javascript

prototype 属性

请看这样一个例子:html

function Person(name, gender) {
    this.name = name;
    this.gender = gender;
    this.sayHello = function() {
        console.log('Hello,I am', this.name, '. I\'m a', this.gender);
    };
}

这样定义了一个构造函数，咱们建立对象就可使用这个构造函数做为模板来生成。不过以面向对象的思想来看，不难发现其中的一点问题:name和gender属性是每一个实例都各不相同，做为一个自身的属性没有问题，而sayHello方法，每一个实例对象应该都有，并且都同样，给每一个实例对象一个全新的、彻底不一样(虽然代码内容同样，但JavaScript中每一个sayHello的值都在内存中单独存在)的sayHello方法是没有必要的。java

var zs = new Person('zhang san', 'male'),
    xh = new Person('xiao hong', 'female');

zs.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I'm a male
xh.sayHello(); // Hello,I am xiao hong . I'm a female

zs.sayHello === xh.sayHello;  // false

上面代码中展现了zs.sayHell和xh.sayHello这两个做用相同，并且看起来代码内容也是彻底同样的对象，实际是两个独立的，互不相关的对象。编程

面向对象思想中，是将公共的、抽象的属性和方法提取出来，做为一个基类，子类继承这个基类，从而继承到这些属性和方法。而JavaScript中则能够经过prototype属性来实现相似的做用。如下是上面代码的改进示例:浏览器

function Person(name, gender) {
    this.name = name;
    this.gender = gender;
}
Person.prototype.sayHello = function() {
    console.log('Hello,I am', this.name, '. I\'m a', this.gender);
};

var zs = new Person('zhang san', 'male'),
    xh = new Person('xiao hong', 'female');

zs.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I'm a male
xh.sayHello(); // Hello,I am xiao hong . I'm a female

zs.sayHello === xh.sayHello;  // true

这时将sayHello方法定义到Person对象上的prototype属性上，取代了在构造函数中给每一个实例对象添加sayHello方法。能够看到，其还能实现和以前相同的做用，并且zs.sayHell和xh.sayHello是相同的内容，这样就很贴近面向对象的思想了。那么zs和xh这两个对象，是怎么访问到这个sayHello方法的呢？app

在浏览器控制台中打印出zs，将其展开，能够看到下面的结果:编程语言

zs;
/**
 * 
Person
    gender: "male"
    name: "zhang san"
    __proto__: Object
        constructor: function Person(name, gender) 
            arguments: null
            caller: null
            length: 2 
            name: "Person"
            prototype: Object
        sayHello:function()
            arguments:null
            caller:null
            length:0
            name:""
            prototype:Object
*/

zs这个对象只有两个自身的属性gender和name，这和其构造函数Person的模板相同，而且能够在Person对象的__proto__属性下找到sayHello方法。那么这个__proto__是什么呢？它是浏览器环境下部署的一个对象，它指的是当前对象的原型对象，也就是构造函数的prototype属性。函数

如今就能够明白了，咱们给构造函数Person对象的prototype属性添加了sayHello方法，zs和xh这两个经过Person构造函数产生的对象，是可访问到Person对象的prototype属性的，因此咱们定义在prototype下的sayHello方法，Person的实例对象均可以访问到。oop

关于构造函数的new命令原理是这样的:post

  1. 建立一个空对象，做为将要返回的对象实例

  2. 将这个空对象的原型，指向构造函数的prototype属性

  3. 将这个空对象赋值给函数内部的this关键字

  4. 开始执行构造函数内部的代码

constructor 属性

prototype下有一个属性constructor，默认指向此prototype对象所在的构造函数。

如上例中的zs下__proto__的constructor值为function Person(name, gender)。

因为此属性定义在prototype属性上，因此它能够在全部的实例对象中获取到。

zs.constructor;
// function Person(name, gender) {
//     this.name = name;
//     this.gender = gender;
// }

zs.hasOwnProperty('constructor'); // false
zs.constructor === Person; // true

zs.constructor === Function; // false
zs.constructor === Object; // false

将constructor属性放在prototype属性中的一个做用是，能够经过这个属性来判断这个对象是由哪一个构造函数产生的，上面代码中，zs是由Person构造函数产生的，而不是Function或者Object构造函数产生。

constructor属性的另外一个做用就是:提供了一种继承的实现模式。

function Super() {
    // ...
}

function Sub() {
    Sub.superclass.constructor.call(this);
    // ...
}

Sub.superclass = new Super();

上面代码中，Super和Sub都是构造函数，在Sub内部的this上调用Super，就会造成Sub继承Super的效果，miniui中是这样实现继承的:

mini.Control = function(el) {    
    mini.Control.superclass.constructor.apply(this, arguments);
    // ...
}
// 其中的superclass指代父类的prototype属性

咱们本身写一个例子:

// 父类
function Animal(name) {
    this.name = name;
    this.introduce = function() {
        console.log('Hello , My name is', this.name);
    }
}
Animal.prototype.sayHello = function() {
    console.log('Hello, I am:', this.name);
}

// 子类
function Person(name, gender) {
    Person.superclass.constructor.apply(this, arguments);
    this.gender = gender;
}
Person.superclass = new Animal();

// 子类
function Dog(name) {
    Dog.superclass.constructor.apply(this, arguments);    
}
Dog.superclass = new Animal();

基本原理就是在子类中使用父类的构造函数。在Person和Dog中均没有对name属性和introduce方法进行操做，只是使用了父类Animal的构造函数，就能够将name属性和introduce方法继承来，请看下面例子:

var zs = new Person('zhang san', 'male');

zs; // Person {name: "zhang san", gender: "male"}
zs.sayHello(); // Uncaught TypeError: zs.sayHello is not a function(…)
zs.introduce(); // Hello , My name is zhang san

var wangCai = new Dog("旺财");

wangCai; // Dog {name: "旺财"}
wangCai.introduce(); // Hello , My name is 旺财

确实实现了咱们须要的效果。但是咱们发如今调用zs.sayHello()时报错了。为何呢？

其实不难发现问题，咱们的Person.superclass是Animal的一个实例，是有sayHello方法的，可是咱们在Perosn构造函数的内部，只是使用了Person.superclass.constructor。而Person.superclass.constructor指的仅仅是Animal构造函数自己，并无包括Animal.prototype，因此没有sayHello方法。

一种改进方法是:将自定义的superclass换为prototype，即:

function Person(name, gender) {
    Person.prototype.constructor.apply(this, arguments);
    this.gender = gender;
}
Person.prototype = Animal.prototype;

var zs = new Person('zhang san', 'male');
zs.sayHello(); // Hello, I am: zhang san
zs.introduce() // Hello , My name is zhang san

这样就所有继承到了Animal.prototype下的方法。

可是通常不要这样作，上面写法中Person.prototype = Animal.prototype; 等号两端都是一个完整的对象，进行赋值时，Person.prototype的原对象彻底被Animal.prototype替换，切断了和以前原型链的联系，并且此时Person.prototype和Animal.prototype是相同的引用，给Person.prototype 添加的属性方法也将添加到Animal.prototype，反之亦然，这将引发逻辑混乱。

所以咱们在原型上进行扩展是，一般是添加属性，而不是替换为一个新对象。

// 好的写法
Person.prototype.sayHello = function() {
    console.log('Hello,I am', this.name, '. I\'m a', this.gender);
};
Person.prototype. // .. 其余属性 

// 很差的写法
Person.prototype = {
    sayHello:function(){
        console.log('Hello,I am', this.name, '. I\'m a', this.gender);
    },
    // 其余属性方法 ...
}

JavaScript 原型链

JavaScript的全部对象都有构造函数，而全部构造函数都有prototype属性（实际上是全部函数都有prototype属性），因此全部对象都有本身的原型对象。

对象的属性和方法，有多是定义在自身，也有多是定义在它的原型对象。因为原型自己也是对象，又有本身的原型，因此造成了一条原型链（prototype chain）。

zs.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I'm a male

zs.toString(); // "[object Object]"

例如上面的zs对象，它的原型对象是Person的prototype属性，而Person的prototype自己也是一个对象，它的原型对象是Object.prototype。

zs自己没有sayHello方法，JavaScript经过原型链向上继续寻找，在Person.prototype上找到了sayHello方法。toString方法在zs对象自己上没有，Person.prototype上也没有，所以继续沿原型链查找，最终能够在Object.prototype上找到了toString方法。

而Object.prototype的原型指向null，因为null没有任何属性，所以原型链到Object.prototype终止，因此Object.prototype是原型链的最顶端。

“原型链”的做用是，读取对象的某个属性时，JavaScript引擎先寻找对象自己的属性，若是找不到，就到它的原型去找，若是仍是找不到，就到原型的原型去找。若是直到最顶层的Object.prototype仍是找不到，则返回undefined。

若是对象自身和它的原型，都定义了一个同名属性，那么优先读取对象自身的属性，这叫作“覆盖”（overiding）。

JavaScript中经过原型链实现了相似面向对象编程语言中的继承，咱们在复制一个对象时，只用复制其自身的属性便可，无需将整个原型链进行一次复制，Object.prototype下的hasOwnProperty方法能够判断一个属性是不是该对象自身的属性。

实例对象、构造函数、prototype之间的关系可用下图表示:

instranceof 运算符

instanceof运算符返回一个布尔值，表示指定对象是否为某个构造函数的实例。因为原型链的关系，所谓的实例并不必定是某个构造函数的直接实例，更准确的描述，应该是:返回一个后者的原型对象是否在前者的原型链上

zs instanceof Person; // true
zs instanceof Object ;// true 

var d = new Date();
d instanceof Date; // true
d instanceof Object; // true

原型链相关属性和方法

Object.prototype.hasOwnProperty()

hasOwnProperty()方法用来判断某个对象是否含有指定的自身属性。这个方法能够用来检测一个对象是否含有特定的自身属性，和 in 运算符不一样，该方法会忽略掉那些从原型链上继承到的属性。

zs.hasOwnProperty('name'); // true
zs.hasOwnProperty('gender'); // true

zs.hasOwnProperty('sayHello'); // fasle
Person.prototype.hasOwnProperty('sayHello'); // true 

zs.hasOwnProperty('toString'); // fasle
Object.prototype.hasOwnProperty('toString'); // true

Object.prototype.isPrototypeOf()

对象实例的isPrototypeOf方法，用来判断一个对象是不是另外一个对象的原型。

var o1 = {};
var o2 = Object.create(o1);
var o3 = Object.create(o2);

o2.isPrototypeOf(o3) // true
o1.isPrototypeOf(o3) // true

上面代码代表，只要某个对象处在原型链上，isProtypeOf都返回true。

Object.prototype.isPrototypeOf({}) // true
Object.prototype.isPrototypeOf([]) // true
Object.prototype.isPrototypeOf(/xyz/) // true
Object.prototype.isPrototypeOf(Object.create(null)) // false

看起来这个方法和instanceof运算符做用相似，但实际使用是不同的。

例如:

zs instanceof Person ; // true;

Person.isPrototypeOf(zs);// false
Person.prototype.isPrototypeOf(zs); // true

zs instanceof Person可理解为判断Person.prototype在不在zs的原型链上。 而Person.isPrototypeOf(zs)指的就是Person自己在不在zs的原型链上，因此返回false，只有Person.prototype.isPrototypeOf(zs)才为 true。

Object.getPrototypeOf()

ES5Object.getPrototypeOf方法返回一个对象的原型。这是获取原型对象的标准方法。

// 空对象的原型是Object.prototype
Object.getPrototypeOf({}) === Object.prototype
// true

// 函数的原型是Function.prototype
function f() {}
Object.getPrototypeOf(f) === Function.prototype
// true

// f 为 F 的实例对象，则 f 的原型是 F.prototype
var f = new F();
Object.getPrototypeOf(f) === F.prototype
// true

Object.getPrototypeOf("foo");
// TypeError: "foo" is not an object (ES5 code)
Object.getPrototypeOf("foo");
// String.prototype                  (ES6 code)

此方法是ES5方法，须要IE9+。在ES5中，参数只能是对象，不然将抛出异常，而在ES6中，此方法可正确识别原始类型。

Object.setPrototypeOf()

ES5Object.setPrototypeOf方法能够为现有对象设置原型，返回一个新对象。接受两个参数，第一个是现有对象，第二个是原型对象。

var a = {x: 1};
var b = Object.setPrototypeOf({}, a);
// 等同于
// var b = {__proto__: a};

b.x // 1

上面代码中，b对象是Object.setPrototypeOf方法返回的一个新对象。该对象自己为空、原型为a对象，因此b对象能够拿到a对象的全部属性和方法。b对象自己并无x属性，可是JavaScript引擎找到它的原型对象a，而后读取a的x属性。

new命令经过构造函数新建实例对象，实质就是将实例对象的原型，指向构造函数的prototype属性，而后在实例对象上执行构造函数。

var F = function () {
  this.foo = 'bar';
};

// var f = new F();等同于下面代码
var f = Object.setPrototypeOf({}, F.prototype);
F.call(f);

Object.create()

ES5Object.create方法用于从原型对象生成新的实例对象，它接收两个参数:第一个为一个对象，新生成的对象彻底继承前者的属性(即新生成的对象的原型此对象)；第二个参数为一个属性描述对象，此对象的属性将会被添加到新对象。(关于属性描述对象可参考:MDN - Object.defineProperty())

上面代码举例:

var zs = new Person('zhang san', 'male');

var zs_clone = Object.create(zs);

zs_clone; // {}
zs_clone.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I'm a male
zs_clone.__proto__ === zs; // true
// Person
//     __proto__: Person
//         gender: "male"
//         name: "zhang san"
//         __proto__: Object

能够 看出 建立的新对象zs_clone的原型为zs，从而得到了zs的所有属性和方法。可是其自身属性为空，若须要为新对象添加自身属性，则使用第二个参数便可。

var zs_clone = Object.create(zs, {
    name: { value: 'zhangsan\'s clone' },
    gender: { value: 'male' },
    age: { value: '25' }
});
zs_clone; // Person {name: "zhangsan's clone", gender: "male", age: "25"}

参考连接

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