深刻理解JavaScript系列5:强大的原型和原型链

前言

JavaScript 不包含传统的类继承模型，而是使用 prototypal 原型模型。

虽然这常常被看成是 JavaScript 的缺点被说起，其实基于原型的继承模型比传统的类继承还要强大。实现传统的类继承模型是很简单，可是实现 JavaScript 中的原型继承则要困难的多。

因为 JavaScript 是惟一一个被普遍使用的基于原型继承的语言，因此理解两种继承模式的差别是须要必定时间的，今天咱们就来了解一下原型和原型链。

原型

14年前，我(TOM大叔)刚学习JavaScript的时候，通常都是用以下方式来写代码：

var decimalDigits = 2,
    tax = 5;

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

function subtract(x, y) {
    return x - y;
}

//alert(add(1, 3));

经过执行各个function来获得结果，学习了原型以后，咱们可使用以下方式来美化一下代码。

原型使用方式1

在使用原型以前，咱们须要先将代码作一下小修改：

var Calculator = function (decimalDigits, tax) {
    this.decimalDigits = decimalDigits;
    this.tax = tax;
};

而后，经过给Calculator对象的prototype属性赋值对象字面量来设定Calculator对象的原型。

Calculator.prototype = {
    add: function (x, y) {
        return x + y;
    },
    subtract: function (x, y) {
        return x - y;
    }
};
//alert((new Calculator()).add(1, 3));

这样，咱们就能够new Calculator对象之后，就能够调用add方法来计算结果了。

原型使用方式2

第二种方式是，在赋值原型prototype的时候使用function当即执行的表达式来赋值，即以下格式：

Calculator.prototype = function () { } ();

它的好处在前面的文章里已经知道了，就是能够封装私有的function，经过return的形式暴露出简单的使用名称，以达到public/private的效果，修改后的代码以下：

Calculator.prototype = function () {
    add = function (x, y) {
        return x + y;
    },
    subtract = function (x, y) {
        return x - y;
    }
    return {
        add: add,
        subtract: subtract
    }
}();

//alert((new Calculator()).add(11, 3));

一样的方式，咱们能够new Calculator对象之后调用add方法来计算结果了。

再来一点

分步声明

上述使用原型的时候，有一个限制就是一次性设置了原型对象，咱们再来讲一下如何分来设置原型的每一个属性吧。

var BaseCalculator = function () {
    //为每一个实例都声明一个小数位数
    this.decimalDigits = 2;
};

//使用原型给BaseCalculator扩展2个对象方法
BaseCalculator.prototype.add = function (x, y) {
    return x + y;
};

BaseCalculator.prototype.subtract = function (x, y) {
    return x - y;
};

首先，声明了一个BaseCalculator对象，构造函数里会初始化一个小数位数的属性decimalDigits，而后经过原型属性设置2个function，分别是add(x,y)和subtract(x,y)，固然你也可使用前面提到的2种方式的任何一种，咱们的主要目的是看如何将k对象设置到真正的Calculator的原型上。

var BaseCalculator = function() {
    this.decimalDigits = 2;
};

BaseCalculator.prototype = {
    add: function(x, y) {
        return x + y;
    },
    subtract: function(x, y) {
        return x - y;
    }
};

建立完上述代码之后，咱们来开始：

var Calculator = function () {
    //为每一个实例都声明一个税收数字
    this.tax = 5;
};

Calculator.prototype = new BaseCalculator();

咱们能够看到Calculator的原型是指向到BaseCalculator的一个实例上，目的是让Calculator集成它的add(x,y)和subtract(x,y)这2个function，还有一点要说的是，因为它的原型是BaseCalculator的一个实例，因此无论你建立多少个Calculator对象实例，他们的原型指向的都是同一个实例。

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));
//BaseCalculator 里声明的decimalDigits属性，在 Calculator里是能够访问到的
alert(calc.decimalDigits);

上面的代码，运行之后，咱们能够看到由于Calculator的原型是指向BaseCalculator的实例上的，因此能够访问他的decimalDigits属性值，那若是我不想让Calculator访问BaseCalculator的构造函数里声明的属性值，那怎么办呢？这么办：

var Calculator = function () {
    this.tax= 5;
};

Calculator.prototype = BaseCalculator.prototype;

经过将BaseCalculator的原型赋给Calculator的原型，这样你在Calculator的实例上就访问不到那个decimalDigits值了，若是你访问以下代码，那将会提示出错。

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1)); //2
alert(calc.decimalDigits); //undefined

重写原型

在使用第三方JS类库的时候，每每有时候他们定义的原型方法是不能知足咱们的须要，可是又离不开这个类库，因此这时候咱们就须要重写他们的原型中的一个或者多个属性或function，咱们能够经过继续声明的一样的add代码的形式来达到覆盖重写前面的add功能，代码以下：

//覆盖前面Calculator的add() function
Calculator.prototype.add = function (x, y) {
    return x + y + this.tax;
};

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));

这样，咱们计算得出的结果就比原来多出了一个tax的值，可是有一点须要注意：那就是重写的代码须要放在最后，这样才能覆盖前面的代码。

原型链

在将原型链以前，咱们先上一段代码：

function Foo() {
    this.value = 42;
}
Foo.prototype = {
    method: function() {}
};

function Bar() {}

// 设置Bar的prototype属性为Foo的实例对象
Bar.prototype = new Foo();
Bar.prototype.foo = 'Hello World';

// 修正Bar.prototype.constructor为Bar自己
Bar.prototype.constructor = Bar;

var test = new Bar() // 建立Bar的一个新实例

// 原型链
test [Bar的实例]
    Bar.prototype [Foo的实例]
        { foo: 'Hello World' }
        Foo.prototype
            {method: ...};
            Object.prototype
                {toString: ... /* etc. */};

上面的例子中，test 对象从 Bar.prototype 和 Foo.prototype 继承下来；所以，它能访问 Foo 的原型方法 method。同时，它也可以访问那个定义在原型上的 Foo 实例属性 value。须要注意的是 new Bar() 不会创造出一个新的 Foo 实例，而是重复使用它原型上的那个实例；所以，全部的 Bar 实例都会共享相同的 value 属性。

属性查找

当查找一个对象的属性时，JavaScript 会向上遍历原型链，直到找到给定名称的属性为止，到查找到达原型链的顶部 - 也就是 Object.prototype - 可是仍然没有找到指定的属性，就会返回 undefined，咱们来看一个例子：

function foo() {
    this.add = function (x, y) {
        return x + y;
    }
}

foo.prototype.add = function (x, y) {
    return x + y + 10;
}

Object.prototype.subtract = function (x, y) {
    return x - y;
}

var f = new foo();
alert(f.add(1, 2)); //结果是3，而不是13
alert(f.subtract(1, 2)); //结果是-1

经过代码运行，咱们发现subtract是按照咱们所说的向上查找来获得结果的，可是add方法有点不一样，这也是我想强调的，就是属性在查找的时候是先查找自身的属性，若是没有再查找原型，再没有，再往上走，一直查到Object的原型上，因此在某种层面上说，用for in语句遍历属性的时候，效率也是个问题。

还有一点咱们须要注意的是，咱们能够赋值任何类型的对象到原型上，可是不能赋值原始类型的值，好比以下代码是无效的：

function Foo() {}
Foo.prototype = 1; // 无效

hasOwnProperty函数

hasOwnProperty是Object.prototype的一个方法，它但是个好东西，他能判断一个对象是否包含自定义属性而不是原型链上的属性，由于hasOwnProperty 是 JavaScript 中惟一一个处理属性可是不查找原型链的函数。

// 修改Object.prototype
Object.prototype.bar = 1;
var foo = {goo: undefined};

foo.bar; // 1
'bar' in foo; // true

foo.hasOwnProperty('bar'); // false
foo.hasOwnProperty('goo'); // true

只有 hasOwnProperty 能够给出正确和指望的结果，这在遍历对象的属性时会颇有用。 没有其它方法能够用来排除原型链上的属性，而不是定义在对象自身上的属性。

但有个恶心的地方是：JavaScript 不会保护 hasOwnProperty 被非法占用，所以若是一个对象碰巧存在这个属性，就须要使用外部的 hasOwnProperty 函数来获取正确的结果。

var foo = {
    hasOwnProperty: function() {
        return false;
    },
    bar: 'Here be dragons'
};

foo.hasOwnProperty('bar'); // 老是返回 false

// 使用{}对象的 hasOwnProperty，并将其上下文设置为foo
{}.hasOwnProperty.call(foo, 'bar'); // true

当检查对象上某个属性是否存在时，hasOwnProperty 是惟一可用的方法。同时在使用 for in loop 遍历对象时，推荐老是使用 hasOwnProperty 方法，这将会避免原型对象扩展带来的干扰，咱们来看一下例子：

// 修改 Object.prototype
Object.prototype.bar = 1;

var foo = {moo: 2};
for(var i in foo) {
    console.log(i); // 输出两个属性：bar 和 moo
}

咱们没办法改变for in语句的行为，因此想过滤结果就只能使用hasOwnProperty 方法，代码以下：

// foo 变量是上例中的
for(var i in foo) {
    if (foo.hasOwnProperty(i)) {
        console.log(i);
    }
}

这个版本的代码是惟一正确的写法。因为咱们使用了 hasOwnProperty，因此此次只输出 moo。若是不使用 hasOwnProperty，则这段代码在原生对象原型（好比 Object.prototype）被扩展时可能会出错。

总结：推荐使用 hasOwnProperty，不要对代码运行的环境作任何假设，不要假设原生对象是否已经被扩展了。

总结

原型极大地丰富了咱们的开发代码，可是在平时使用的过程当中必定要注意上述提到的一些注意事项。

参考内容：http://bonsaiden.github.com/JavaScript-Garden/zh/

关于本文

本文转自TOM大叔的深刻理解JavaScript系列

【深刻理解JavaScript系列】文章，包括了原创，翻译，转载，整理等各种型文章，原文是TOM大叔的一个很是不错的专题，现将其从新整理发布。谢谢大叔。若是你以为本文不错，请帮忙点个推荐，支持一把，感激涕零。

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