白话原型和原型链

艾特老干部

关于原型和原型链的介绍,网上数不胜数,但能讲清楚这两个概念的很少,大多数都是介绍各种对象、属性之间如何指来指去,最后的结果就是箭头满天飞,大脑一团糟。本文将从这两个概念的命名入手,用通俗易懂的语言,帮助你理解这两个东西到底是何方神圣。

一. 背景知识

JavaScript和Java、C++等传统面向对象的编程语言不同,它是没有类(class)的概念的(ES6 中的class也只不过是语法糖,并非真正意义上的类),而在JavaScript中,一切皆是对象(object)。在基于类的传统面向对象的编程语言中,对象由类实例化而来,实例化的过程中,类的属性和方法会拷贝到这个对象中;对象的继承实际上是类的继承,在定义子类继承于父类时,子类会将父类的属性和方法拷贝到自身当中。因此,这类语言中,对象创建和继承行为都是通过拷贝完成的。但在JavaScript中,对象的创建、对象的继承(更好的叫法是对象的代理,因为它并不是传统意义上的继承)是不存在拷贝行为的。现在让我们忘掉类、忘掉继承,这一切都不属于JavaScript。

二. 原型和原型链

其实,原型这个名字本身就很容易产生误解,原型在百度词条中的释义是:指原来的类型或模型。按照这个定义解释的话,对象的原型是对象创建自身的模子,模子具备的特点对象都要具有,这俨然就是拷贝的概念。我们已经说过, JavaScript的对象创建不存在拷贝,对象的原型实际上也是一个对象,它和对象本身是完全独立的两个对象。既然如此,原型存在的意义又是什么呢?原型是为了共享多个对象之间的一些共有特性(属性或方法),这个功能也是任何一门面向对象的编程语言必须具备的。A、B两个对象的原型相同,那么它们必然有一些相同的特征。

JavaScript中的对象,都有一个内置属性[[Prototype]],指向这个对象的原型对象。当查找一个属性或方法时,如果在当前对象中找不到定义,会继续在当前对象的原型对象中查找;如果原型对象中依然没有找到,会继续在原型对象的原型中查找(原型也是对象,也有它自己的原型);如此继续,直到找到为止,或者查找到最顶层的原型对象中也没有找到,就结束查找,返回undefined。可以看出,这个查找过程是一个链式的查找,每个对象都有一个到它自身原型对象的链接,这些链接组成的整个链条就是原型链。拥有相同原型的多个对象,他们的共同特征正是通过这种查找模式体现出来的。

在上面的查找过程,我们提到了最顶层的原型对象,这个对象就是Object.prototype,这个对象中保存了最常用的方法,如toStringvalueOfhasOwnProperty等,因此我们才能在任何对象中使用这些方法。

1.字面量方式

当通过字面量方式创建对象时,它的原型就是Object.prototype。虽然我们无法直接访问内置属性[[Prototype]],但我们可以通过Object.getPrototypeOf()或对象的__proto__获取对象的原型。

var obj = {};
Object.getPrototypeOf(obj) === Object.prototype;   // true
obj.__proto__  === Object.prototype;            // true

2.函数的构造调用

通过函数的构造调用(注意,我们不把它叫做构造函数,因为JavaScript中同样没有构造函数的概念,所有的函数都是平等的,只不过用来创建对象时,函数的调用方式不同而已)也是一种常用的创建对象的方式。基于同一个函数创建出来的对象,理应可以共享一些相同的属性或方法,但这些属性或方法如果放在Object.prototype里,那么所有的对象都可以使用它们了,作用域太大,显然不合适。于是,JavaScript在定义一个函数时,同时为这个函数定义了一个 默认的prototype属性,所有共享的属性或方法,都放到这个属性所指向的对象中。由此看出,通过一个函数的构造调用创建的对象,它的原型就是这个函数的prototype指向的对象。

var f = function(name) { this.name = name };
f.prototype.getName = function() { return this.name; }   //在prototype下存放所有对象的共享方法
var obj = new f('JavaScript');
obj.getName();                  // JavaScript
obj.__proto__ === f.prototype;  // true

3.Object.create()

第三种常用的创建对象的方式是使用Object.create()。这个方法会以你传入的对象作为创建出来的对象的原型。

var obj = {};
var obj2 = Object.create(obj);
obj2.__proto__ === obj;       // true

这种方式还可以模拟对象的“继承”行为。

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

Foo.prototype.myName = function() {
    return this.name;
};

function Bar(name,label) {
    Foo.call( this, name );   //
    this.label = label;
}

// temp对象的原型是Foo.prototype
var temp = Object.create( Foo.prototype );  

// 通过new Bar() 创建的对象,其原型是temp, 而temp的原型是Foo.prototype,
// 从而两个原型对象Bar.prototype和Foo.prototype 有了"继承"关系
Bar.prototype = temp;

Bar.prototype.myLabel = function() {
    return this.label;
};

var a = new Bar( "a", "obj a" );

a.myName(); // "a"
a.myLabel(); // "obj a"
a.__proto__.__proto__ === Foo.prototype;  //true

三. __proto__和prototype

这是容易混淆的两个属性。__proto__指向当前对象的原型,prototype是函数才具有的属性,默认情况下,new 一个函数创建出的对象,其原型都指向这个函数的prototype属性。

四. 三种特殊情况

1.对于JavaScript中的内置对象,如String、Number、Array、Object、Function等,因为他们是native代码实现的,他们的原型打印出来都是ƒ () { [native code] }

2.内置对象本质上也是函数,所以可以通过他们创建对象,创建出的对象的原型指向对应内置对象的prototype属性,最顶层的原型对象依然指向Object.prototype。

'abc'.__proto__ === String.prototype;   // true 
new String('abc').__proto__ === String.prototype;  //true

new Number(1).__proto__  ==== Number.prototype;   // true

[1,2,3].__proto__ === Array.prototype;            // true
new Array(1,2,3).__proto__ === Array.prototype;   // true

({}).__proto__ === Object.prototype;               //true
new Object({}).__proto__ === Object.prototype;     // true

var f = function() {};
f.__proto__ === Function.prototype;            // true
var f = new Function('{}');
f.__proto__ === Function.prototype;            // true

3.Object.create(null) 创建出的对象,不存在原型。

var a = Object.create(null); 
a.__proto__;               // undefined

此外,函数的prototype中还有一个constructor方法,建议大家就当它不存在,它的存在让JavaScript原型的概念变得更加混乱,而且这个方法也几乎没有作用。


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