深入理解Js中的原型

引言

最近又攀登了一下JS三座大山中的第二座。登山过程很酸爽，一路发现了许多之前没曾注意到的美景。本着独乐乐不如众乐乐的原则，这里和大家分享一下。

JS的面试对象

有些人认为 JavaScript 不是真正的面向对象的语言，比如它没有像许多面向对象的语言一样有用于创建class类的声明(在 ES2015/ES6 中引入了 class 关键字，但那只是语法糖，JavaScript 仍然是基于原型的)。JavaScript 用一种称为构建函数的特殊函数来定义对象和它们的特征。

不像“经典”的面向对象的语言，从构建函数创建的新实例的特征并非全盘复制，而是通过一个叫做原形链的参考链链接过去的。同理，原型链也是实现继承的主要方式（ES6的extends只是语法糖）。

原型、原型链

一直在犹豫，到底是先讲创建对象的方法还是先讲原型。为了后面保证讲创建对象方法的连贯性，这里还是先讲讲原型吧，
这里为了权威，直接就摘抄MDN的定义了

JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言 (prototype-based language)——每个对象拥有一个原型对象，对象以其原型为模板、从原型继承方法和属性。原型对象也可能拥有原型，并从中继承方法和属性，一层一层、以此类推。这种关系常被称为原型链 (prototype chain)，它解释了为何一个对象会拥有定义在其他对象中的属性和方法。

准确地说，这些属性和方法定义在Object的构造器函数(constructor functions)之上的prototype属性上，而非对象实例本身。

这个__proto__属性有什么用呢？在传统的 OOP 中，首先定义“类”，此后创建对象实例时，类中定义的所有属性和方法都被复制到实例中。在 JavaScript 中并不如此复制，而是在对象实例和它的构造器之间建立一个链接（它是__proto__属性，是从构造函数的prototype属性派生的），之后通过上溯原型链，在构造器中找到这些属性和方法。

简单的说，就是实例对象能通过自己的__proto__属性去访问“类”原型(prototype)上的方法和属性,类如果也是个实例，就会不断往上层类的原型去访问，直到找到

补充：
1.“类”的原型有一个属性叫做constructor指向“类”
2.__proto__已被弃用，提倡使用Object.getPrototypeOf(obj)

举例：

var arr = [1,2,3] //arr是一个实例对象（数组类Array的实例）
arr.__proto__ === Array.prototype //true  实例上都有一个__proto__属性，指向“类”的原型
Array.prototype.__proto__ === Object.prototype //true “类”的原型也是一个Object实例，那么就一定有一个__proto__属性，指向“类”object的原型

这里补充一个知识点：
浏览器在在Array.prototype上内置了pop方法，在Object.prototype上内置了toString方法

上图是我画的一个原型链图

[1,2,3].pop() //3
[1,2,3].toString() //'1,2,3'
[1,2,3].constructor.name //"Array" 
[1,2,3].hehe() //[1,2,3].hehe is not a function

当我们调用pop()的时候，在实例[1,2,3]上面没有找到该方法，则沿着原型链搜索"类"Array的原型，找到了pop方法并执行，同理调用toString方法的时候，在"类"Array没有找到则会继续沿原型链向上搜索"类"Object的原型，找到toString并执行。
当执行hehe方法的时候，由于“类”Object的原型上并没有找到，搜索“类”Object的原型的__proto__,由于执行null,停止搜索，报错。

注意，[1,2,3].constructor.name显示‘Array’不是说明实例上有constructor属性，而是正是因为实例上没有，所以搜索到类的原型上了，找到了constructor

类，创建对象的方法

怎么创建对象，或者说怎么模拟类。这里我就不学高程一样，给大家介绍7种方法了，只讲我觉得必须掌握的。毕竟都es6 es7了，很多方法基本都用不到，有兴趣自己看高程。

利用构造函数

 const Person = function (name) {
        this.name = name
        this.sayHi = function () {
            alert(this.name)
        }
    }
    const xm = new Person('小明')
    const zs = new Person('张三')
    zs.sayHi() //'张三'
    xm.sayHi() //'小明'

缺点： 每次实例化都需要复制一遍函数到实例里面。但是不管是哪个实例，实际上sayHi都是相同的方法，没必要每次实例化的时候都复制一遍，增加额外开销。

组合使用原型和构造函数

    //共有方法挂到原型上
    const Person = function () {
         this.name = name
    }
    Person.prototype.sayHi = function () {
            alert(this.name)
        }
    const xm = new Person('小明')
    const zs = new Person('张三')
    zs.sayHi() //'张三'
    xm.sayHi() //'小明'

缺点：基本没啥缺点了，创建自定义类最常见的方法，动态原型模式也只是在这种混合模式下加了层封装，写到了一个函数里面，好看一点，对提高性能并没有卵用。

es6的类

es6的‘类’class其实就是语法糖

class Person {
   constructor(name) {
       this.name = name
  }
  say() {
       alert(this.name)
  }
}
const xm = new Person('小明')
const zs = new Person('张三')
zs.sayHi() //'张三'
xm.sayHi() //'小明'

在es2015-loose模式下用bable看一下编译

"use strict";

var Person =
/*#__PURE__*/
function () {
  function Person(name) {
    this.name = name;
  }

  var _proto = Person.prototype;

  _proto.say = function say() {
    alert(this.name);
  };

  return Person;
}();

分析：严格模式，高级单例模式封装了一个类，实质就是组合使用原型和构造函数

寄生构造函数模式

比如现在需要创建一些特殊的数组，这些数组有sayContent方法，可以打印出自己的内容。怎么创建出这个特殊的数组类，又不影响Array类

function specialArray() {
        var arr = new Array(...arguments)
        arr.sayContent = function () {
             console.log([...this.values()])
        }
        return arr
    }
    var arr = new specialArray('x','y','z')

这个和在数组的原型链上增加方法有啥区别？原型链上增加方法，所有数组都可以用。寄生构造函数模式只有被specialArray类new出来的才能用。

JS世界里的关系图

知识点：

1. Function._proto_ === Function.prototype //方法 Function是构造函数Function的实例，没毛病
2. Object.__proto__ === Function.prototype //方法Object是构造函数Function的实例，没毛病
3. 任何方法上都有prototype属性以及__proto__属性
   任何对象上都有__proto__属性
4. Function.prototype.__proto__===Object.prototype
5. Object.prototype.__proto__ = null//这也就是沿着原因链不会一直搜索的原因，搜到null就停止了，也就是Object的原型那一层没有就停止了
6. 最高级应该就是Function.prototype了，因为2

判断类型的方法

之前在JS核心知识点梳理——数据篇里面说了一下判断判断类型的四种方法，这里借着原型再来分析一下

1. typeof：

只能判断基础类型中的非Null,不能判断引用数据类型（因为全部为object）它是操作符

2. instanceof：

用于测试构造函数的prototype属性是否出现在对象的原型链中的任何位置 风险的话有两个

//判断不唯一
[1,2,3] instanceof Array //true
[1,2,3] instanceof Object //true
//原型链可以被改写
const a = [1,2,3]
a.__proto__ = null
a instanceof Array //false

仿写一个instanceof，并且挂在Object.prototype上，让所有对象都能用

//仿写一个instance方法
    Object.prototype.instanceof = function (obj) {
        let curproto = this.__proto__
        while (!Object.is(curproto , null)){
            if(curproto === obj.prototype){
                return true
            }
            curproto = curproto.__proto__
        }
        return false
    }
   
[1,2,3].instanceof(Array) //true
[1,2,3].instanceof(Object) //true
[1,2,3].instanceof(Number) //false
[1,2,3].instanceof(Function) //false
1..instanceof(Function) //false
(1).instanceof(Number) //true

3. constructor：

constructor 这玩意已经介绍过了,“类”的原型执行constructor指向“类”
风险的话也是来自原型的改写

[1,2,3].constructor.name //'Array'

// 注意下面两种写法区别
Person.protorype.xxx = function //为原型添加方法，默认constructor还是在原型里
Person.protorype = { //原型都被覆盖了，没有constructor了，所要要手动添加，要不然constructor判断失效
   xxx:function
   constructor：Person
}

4.Object.prototype.toString.call(xxx)

最准的一个方法,完全可以根据这个方法封装一个方法

Object.prototype.toString.call([1,2,3])   //"[object Array]"
Object.prototype.toString.call(function(){}) //"[object Function]"
Object.prototype.toString.call(1) //"[object Number]"
Object.prototype.toString.call(null) //"[object Null]"
Object.prototype.toString.call({}) //"[object Object]"
Object.prototype.toString.call(undefined) //"[object Undefined]"
Object.prototype.toString.call(true) // "[object Boolean]"
Object.prototype.toString.call('string') //   "[object String]" 

5.其他判断方法比较

• isNaN

可以判断是否是NaN,但是注意会先转化为Number,所以不一定准，可以先判断是不是number数据类型再用
`
isNaN(NaN) //true
isNaN('1px') //true

function istrueNaN(val){

return typeof val ==='number' && isNaN(val)

}
`

• isArray

判断是不是数组，比Object.prototype.toString.call(xxx)简单
然后写到这我又想到一个问题，如果是一个类数组呢，比如arguments
类数组的定义，怎么判断，以及类数组怎么调用数组的方法？

• Object.is(a,b)

这个方法主要判断a,b是否相等
对于我来说可以大幅简化NaN和null的判断

Object.is(null, null);       // true
Object.is(NaN, NaN);       // true

in操作符

对于for in 和in 都是沿着原型链查找属性是否存在,可以利用hasOwnProperty进行相关过滤

// 'in' operation test
class Person {
        constructor (name) {
            this.name = name
        }
        sayHi() {
            console.log('Hi')
        }
    }
    var p1 = new Person('小明')


'name' in p1 //true
'sayHi' in p1 //true 

for (var i in p1) {
        if (p1.hasOwnProperty(i)) {
            console.log('ownProperty:' + i)
        } else {
            console.log('prototypeProperty: ' + i)
        }
    }
//'ownProperty: name'
// prototypeProperty: sayHi

in 配合hasOwnProperty略显麻烦，就没有自不到位的遍历自身属性的方法吗？有的

Object.entries()方法返回一个给定对象自身可枚举属性的键值对数组，其排列与使用 for...in 循环遍历该对象时返回的顺序一致（区别在于 for-in 循环还会枚举原型链中的属性）。

class Person {
        constructor (name) {
            this.name = name
        }
        sayHi() {
            console.log('Hi')
        }
    }
    var p1 = new Person('小明')
    Object.entries(p1)
    // [['name','小明']]
类似的还有 Object.keys()   Object.values()  
    Object.keys(p1)
    //['name']
    Object.values(p1)
    //['小明']
    

总结

参照各种资料，结合自己的理解，在尽量不涉及到继承的情况下，详细介绍了原型及其衍生应用。由于本人技术有限，如果有说得不对的地方，希望在评论区留言。