浅谈javascript中的prototype

小蚊酱

本人博客:【www.xiabingbao.com

在本文中,我们讲解prototype的内容主要由:什么是prototype,prototype与函数之间的关系,prototype与实例对象之间的关系,使用proto实现一个简单的继承。

1. prototype的简要介绍

在javascript中,创建的每个函数天生都自带着一个prototype属性。这里我们要强调的是:这个prototype属性是一个指针,指向一个对象,在这里,我们称指向的这个看不到但确实存在的对象为原型对象。其实可以用下面一个简单的例子来说明:

var proto = {
    name : 'wenzi',
    age : 25
}
function Person(){

}
Person.prototype = proto;

这样Person.protptype就指向到了proto,如果还有其他的引用(A)也指向到了proto,那么这个引用和Person.prototype就是相等的:A==Person.prototype

prototype指向的这个对象是真实存在的,可能很多的同学对prototype属性和原型对象有些混淆,我们在这里把原型对象叫做大SB大SB与普通对象的一个不同之处就是,他也有一个天生的属性:constructor,这个constructor重新指回到了函数。不过,既然大SB也是一个对象,那么它也是继承于Object的,拥有Object所有的方法和属性,比如toString()等。

大SB = {
    constructor : Person,
    say : function(){
        return "hello world";
    }
}

那么现在我们就能得到两个引用关系:

大SB = Person.prototype; // 原型对象 = 函数.prototype;
Person = 大SB.constructor(Person.prototype.constructor); // 函数 = 原型对象.constructor(函数.prototype.constructor)

img

从运行的代码中,可以验证我们的观点,Person.prototype的类型是object,Person.prototype.constructor重新指回到了Person。
其实在实例对象中,也存在着一个属性指向到大SB中:

var John = new Person();
大SB = John.__proto__;

即 John.__proto__ 和 Person.prototype 指向的是同一个引用:John.__proto__==Person.prototype

2. 对象实例和prototype中的属性

在构造函数能设置属性和方法,在prototype中也能设置属性和方法,那new出的对象使用的是哪个呢?我们来看一个例子:

function Person(){
    this.name = "wenzi";
}
Person.prototype.name = "bing";
Person.prototype.say = function(){
    return "hello world";
}
var John = new Person();
alert(John.name);  // "wenzi"
alert(John.say()); // "hello world"

从运行的结果我们可以看到,John.name输出的是构造函数中的属性值"wenzi",John.say()输出的是"hello world"。这是因为,当读取某个对象的属性值时,会首先在实例对象中进行搜索,若搜索到则直接进行返回;若搜索不到则去原型对象中进行寻找。因此在使用John调用say()方法时是正确的,不会报错。而且是进行了两次的搜索。

虽然say()是挂载在prototype上,John也同样能直接进行访问。但是,我们不能直接对John.say进行修改从而影响prototype的say()方法,如下:

John.say = function(){
    return "this has changed";
}
John.say(); // "this has changed"
var Tom = new Person();
Tom.say(); // "hello world"

从运行John.say()的结果来看,say()方法确实发生了变化。但是,当我们再new出一个新对象Tom时,Tom.say()返回的还是"hello world",这是为什么呢?

因为,对John.say()进行修改时,不是修改了prototype上的say(),而是给John这个实例对象添加了一个say()方法,从而屏蔽了prototype上的say()方法,由上面的寻找顺序我们可以知道,若实例对象存在这个方法就直接返回了,不再去原型对象上寻找。而new出的新对象Tom在调用say()方法时,Tom自己是没有say()方法的,只能去原型对象上寻找,因此返回的还是"hello world"。所以,对John.say进行修改时,不是修改了prototype上的say()方法,而是给John添加了实例方法,屏蔽掉了prototype上的方法而已。那如何才能修改prototype上的方法呢,好办,直接在prototype上修改:

Person.prototype.say = function(){
    return "wenzi's blog";
}

这样就能修改prototype的say()方法了。

3. 重写prototype

在上面的例子中,我们都是大部分给prototype添加属性或方法,本来prototype指向的是大SB,若我们给prototype添加属性或方法时,就是给大SB添加属性或方法:

Person.prototype.name = "wenzi"; 

大SB里其他的属性和方法是不受影响的,constructor依然指回到Person。但是,若我们这样写:


Person.prototype = {
    name : "wenzi",
    say : function(){
        return "my name is name"
    }
}

就是对Person的prototype重写了,让prototype进行了重新的指向,本来Person.prototype指向的是大SB,可是现在却指向了CTM,而CTM里也没有constructor属性指回到Person,若是想重新指回到Person,还得手动添加一个constructor属性:

Person.prototype = {
    constructor : Person, // 重新指回到Person
    name : "wenzi",
    say : function(){
        return "my name is name"
    }
}

这样就能手动构造出新的原型对象了,new出的实例对象也能使用这个prototype上的属性和方法。

但是这里还存在一个问题,若之前已经有new出的实例对象,然后再修改Person.prototype,之前的实例对象是无法使用新的原型对象(CTM)上的属性和方法的,因为之前的实例对象的__proto__指向的依然是大SB。因此,请慎重重写prototype

4. 原型继承

说到prototype就不得说prototype继承,我们通过给prototype上添加属性和方法,就能使该构造函数所有的实例对象拥有属性和方法。我们先来看下面的代码:

function Father(){
    this.name = "father";
    this.age = 43;
}
Father.prototype.job = "Doctor";
Father.prototype.getName = function(){
    return this.name;
}

function Son(){
    this.name = "son";
}
Son.prototype = new Father(); // Son的prototype指向Father的实例对象
var John = new Son();
for(var k in John){
    console.log(k+' : '+john[k]);
}
/*
    输出结果:
    name : son
    age : 43
    job : Doctor
    getName : function (){
        return this.name;
    }
*/

从上面的例子中可以看到,Son的实例对象继承了Father中所有的属性和方法。当然,若Son的对象实例中存在的,还依然保留。不过Son原型中的属性和方法是会被彻底覆盖的。我们来分析一下这是为什么?

Son的prototype指向的是Father的一个实例,我们把这拆成两步:

var father = new Father();
Son.prototype = father;

在实例father中既有name,age属性,也有Father.prototype中的属性和方法,我们对father循环看一下:

for(var k in father){
    console.log(k, father[k]);
}
/*
    name father
    age 43
    job Doctor
    getName Father.getName()
*/

由于constructor是不可枚举的类型,在for~in循环里是输出不了constructor的,其实father是这样的:

father = {
    constructor : Father,
    name : father
    age : 43
    job : Doctor
    getName : Father.getName()
}

因此Son的prototype指向的就是上面father的内容。到此,Son的prototype中的constructor的指向也发生了改变,本来Son.prototype是指向到Son的,现在指向到了Father。即完全重写了Son的prototype,重新指向了另一个引用。所以,我们就能知道为什么对象实例中的属性能够保存,而prototype中的会彻底被删除了。

如果想给Son添加原型方法或属性,那只能是在Son.prototype = new Father();之后进行添加:

Son.prototype = new Father();
Son.prototype.getJob = function(){
    return this.job;
}

这样就能添加上getJob方法了。

到这里,会有人问,如果Son.prototype = Father.prototype会怎么样呢?我们刚才也说了Father.prototype指向的是大SB,而大SB也是一个实例对象,是Object的一个实例,这就相当于:

Son.prototype == 大SB; // 指向了大SB

因此,如果是Son.prototype = Father.prototype的话,那么Son只能继承到Father.prototype上的jobgetName(),其他的属性是获取不到的。

5. 总结

本文简单的介绍了一下prototype,让我们能对prototype有个浅显的认识。当然,博主才疏学浅,文章里会有很多疏漏和不完善的地方,欢迎大家批评指正。

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