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JavaScript温故而知新——原型和原型链

一、原型模式

我们创建的每一个函数都有一个prototype(原型)属性,这个属性指向的是通过调用构造函数来创建出来的对象实例原型对象,这个原型对象可以让所有对象实例共享它所包含的属性和方法。

function Person () {
    
}
Person.prototype.name = "xiao";
Person.prototype.sayName = function () {
    alert('this.name')
}
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
person1.sayName()  // "xiao"
console.log(person1.name == person2.name)   // "true"
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上面的例子当中我们创建了一个构造函数Person,并通过它的prototype属性在它的原型对象中定义了name属性并赋值,然后通过调用构造函数Person实例化出来两个对象实例,通过打印出来的值我们可以得知,person1person2共享了原型对象中的属性和方法。

构造函数,原型对象和对象实例的关系

我们知道每个函数都有一个prototype属性指向函数的原型对象。在默认情况下,所有原型对象都有一个constructor(构造函数)属性,这个属性指向了prototype属性所在的函数,比如前面的例子中,Person.prototype.constructor就指向Person
另外,当调用构造函数创建一个新实例后,该实例的内部将包含一个__porto__属性(仅在Firefox、Safari、Chrome中支持),这个属性指向的就是构造函数的原型对象。由此我们可以得出以下图示的结论:

通过代码来验证:

# 实例和原型对象之间的关系
console.log(person.__proto__ == Person.prototype) // true

# 也可以通过isPrototypeOf()和ES5中的Object.getPrototypeOf()方法来判断
console.log(Person.prototype.isPrototypeOf(person1)) // true
console.log(Object.getPrototypeOf(person) === Person.prototype) // true

# 原型对象和构造函数的关系
console.log(Person.prototype.constructor == Person) // true
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二、原型链

通过前面我们对构造函数,对象实例和原型对象三者关系的描述可知,实例都包含了指向原型对象的内部指针。
那么假如现在我们有两个构造函数AB,我们让构造函数A的原型对象等于构造函数B的实例,根据前面的推论,这个时候A的原型对象就包含指向B的原型对象的指针,再假如又有一个构造函数C,让A的原型对象等于C的实例,上述关系依旧成立,以此类推便形成了实例与原型的链条,即原型链,它主要作为JS中实现继承的主要方法。

原型链的基本实现

function SuperType() {
    this.property = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function() {
    return this.property;
}

# 继承了SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
SubType.prototype.getSubValue = function() {
    return this.subproperty;
}

var instance = new SubType();
console.log(instance.SuperValue()); // true
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在上面的代码中,我们没有使用SubType默认的原型,而是将SuperType的实例赋给它,重写了SubType的原型对象;这样一来SubType.prototype的内部便具有一个指向SuperType原型的指针,原来存在于SuperType的实例中的所有属性和方法,现在也存在于SubType.prototype中了。
instance同理,还要注意的是由于SubType的原型指向了SuperType的原型,而SuperType的原型的constructor属性指向的是SuperType构造函数,那么instance.constructor也就指向了SuperType

如下图所示蓝色的线就代表了原型链

原型搜索机制

当访问一个实例属性或方法时,在通过原型链实现继承的情况下,首先会在实例中搜索该属性,在没有找到属性或方法时,便会沿着原型链继续往上搜索,直到原型链末端才会停下来。
这里还有一个重要的点,事实上所有引用类型默认都继承了Object,而这个继承也是通过原型链实现的,也就是说,所有函数的默认原型都是Object的实例,这也是所有自定义类型都会继承toString()valueOf()等默认方法的根本原因。

Object.prototype的原型

既然所有类型默认都继承了Object,那么Object.prototype又指向哪里呢,答案是null,我们可以通过下面的代码打印试试看:

console.log(Object.prototype.__proto__ === null) // true
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null即没有值,也就是说属性或方法的查找到Object.prototype就结束了。

这个时候,我们就可以看到完整的原型链关系图如下:

结尾

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