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深入学习js之——原型和原型链#1

深入学习js系列是自己阶段性成长的见证,希望通过文章的形式更加严谨、客观地梳理js的相关知识,也希望能够帮助更多的前端开发的朋友解决问题,期待我们的共同进步。

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开篇:

在Brendan Eich大神为JavaScript设计面向对象系统的时候,借鉴了SelfSmalltalk这两门 基于原型的语言,之所以选择基于原型的面向对象系统,并不是因为时间匆忙,它设计起来相对简单,而是因为从一开始Brendan Eich就没打算在Javascipt中加入类的概念。

以类为中心的面向对象的编程语言中,类和对象的关系可以想象成铸模和铸件的关系,对象总是从类中创建而来, 而在原型编程的思想中,类并不是必须的,对象未必需要从一个类中创建而来。

JavaScript是一门完全面向对象的语言,如果想要更好地使用JavaScript的面向对象系统,原型和原型链就是个绕不开的话题,

今天我们就一起来学习一下这方面的知识。

理解三个重要的属性:prototype__proto__constructor

见名知意,所谓的""描述的其实是一种关系,加上原型两个字,可以理解为原型之间的关系,既然是一种关系,就需要维系,就好比我们走亲访友,亲情就是一种纽带,类比在JavaScript当中——函数、对象实例、实例原型 也有自身的联系,而他们之间的纽带就是下面这三个重要的属性:

三个重要的属性:prototype__proto__constructor

prototype

我们先来看看第一个属性:prototype

所谓属性,指的是一个事物的特征,就比如美女的一大特征是“大长腿”,那“大长腿"就是美女的属性,类比到JavaScript中函数,每一个函数都有一个prototype属性,这属性就是与生俱来的特质。这里需要特别强调一下,是函数,普通的对象是没有这个属性的,(这里为什么说普通对象呢,因为在JavaScript里面,一切皆为对象,所以这里的普通对象不包括函数对象)

我们来看一个例子:

function Person() {

}
// 虽然写在注释里面,但是需要注意的是
// prototype 是函数才会有的属性 (哈哈哈,看来在JavaScript中函数果然是有特权的……)
Person.prototype.name = "Kevin";
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

console.log(person1.name) // Kevin
console.log(person2.name) // Kevin
复制代码

上面的代码中我们创建了一个构造函数Person,并且在实例原型上面添加了一个name属性赋值为"Kevin";

然后分别创建了两个实例对象:person1、person2;

当我们打印两个实例对象上name属性时均输出了Kevin(可以亲自试一下)。

我们不禁疑惑,这个Person.prototype到底是什么,为什么在上面添加属性,在 构造函数的实例化对象上都能访问到呢?

其实 Person这个函数的prototype属性指向了一个对象,即:Person.prototype也是一个对象。(真是好多对象)这个对象正是调用该构造函数而创建的实例的原型。也就是这个例子中的person1person2的原型。

为了便于理解,我们将上面的这段话拆解一下:

  • 1.调用的构造函数: Person
  • 2.使用什么调用: new关键字
  • 3.得到了什么: 两个实例化对象person1、person2
  • 4.实例化对象和原型是什么关系: person1和person2的原型就是 Person.prototype

那什么是原型呢?可以这样理解:每一个JavaScript对象(null除外)在创建的时候就会与之关联另外一个对象,这个对象就是我们所说的原型,而每一个对象都会从原型"继承"属性。

上面的代码中我们并没有直接在person1person2中添加name属性 但是这两个对象 却能够访问name属性,就是这个道理。

我们用一张图表示构造函数和实例原型之间的关系:

好了 构造函数和实例原型之间的关系我们已经梳理清楚了,那我们怎么表示实例与实例原型,也就是person1或者person2Person.prototype 之间的关系呢。这时候需要请出我们理解原型链的第二个重要属性__proto__

__proto__

这个属性有什么特征呢?

其实这是每一个JavaScript对象(除了null)都具有的一个属性,叫__proto__,这个属性会指向该对象的原型,即作为实例对象和实例原型的之间的链接桥梁,这里强调,是对象,同样,因为函数也是对象,所以函数也有这个属性。

我们看一个代码示例:

function Person() {

}

var person = new Person();
console.log(person.__proto__ === Person.prototype); //true;
复制代码

有了第二个属性的帮助,我们就能更加全面的理解这张关系图了:

通过上面的关系图我们可以看到,构造函数Person实例对象person 分别通过 prototype和__proto__ 和实例原型Person.prototype进行关联,根据箭头指向 我们不禁要有疑问:实例原型是否有属性指向构造函数或者实例呢?

这时候该请出我们的第三个属性了:constructor

constructor

实例原型指向实例的属性倒是没有,因为一个构造函数可能会生成很多个实例,但是原型指向构造函数的属性倒是有的,这就是我们的constructor——每一个原型都有一个constructor属性指向关联的构造函数。

我们再来看一个示例:

function Person() {

}
console.log(Person === Person.prototype.constructor); // true
复制代码

好了到这里我们再完善下关系图:

通过对三个属性的介绍,我们总结一下:

function Person() {

}

var person = new Person();

console.log(person.__proto__ == Person.prototype) // true
console.log(Person.prototype.constructor == Person) // true
// 顺便学习一个ES5的方法,可以获得对象的原型
console.log(Object.getPrototypeOf(person) === Person.prototype) // true
复制代码

上述代码中我们我们执行了以下操作:

  • 1.声明了构造函数 Person;
  • 2.使用new操作符调用 Person 实例化了一个person 对象;
  • 3.判断实例化对象通过__proto__是否指向实例原型;
  • 4.判断实例原型通过constructor是否能找到对应的构造函数;
  • 5.使用Object.getPrototypeOf方法传入一个对象 找到对应的原型对象;

了解了构造函数。实例原型、和实例对象之间的关系,接下来我们讲讲实例和原型的关系:

实例与原型

当读取实例的属性时,如果找不到,就会查找与对象关联的原型中的属性,如果还查不到,就去找原型的原型,一直找到最顶层为止。

我们再举一个例子:

  function Person() {

  }

  Person.prototype.name = 'Kevin';

  var person = new Person();

  person.name = 'Daisy';
  console.log(person.name) // Daisy

  delete person.name;
  console.log(person.name) // Kevin
复制代码

在上面这个例子中,我们给实例person添加了name 属性,当我们打印person.name的时候,结果自然为Daisy

但是当我们删除了person下面的name属性后,读取person.name,依然能够成功输出Kevin,实际情况是从 person 对象中找不到 name 属性就会从 person 的原型也就是 person.__proto__ ,也就是 Person.prototype中查找,幸运的是我们找到了 name 属性,结果为 Kevin。

但是我们不禁有疑问,如果万一没有找到该怎么办?

我们来看下一层的关系 原型的原型

原型的原型

我们前面提到过,原型也是一个对象,那么既然是对象,那肯定就有创建它的构造函数, 这个构造函数就是Object();

  var obj = new Object();
  obj.name = 'Kevin';
  console.log(obj.name); // Kevin;
复制代码

其实原型对象就是通过Object构造函数生成的,结合之前我们所说的,实例__proto__指向构造函数的 prototype 所以我们再丰富一下我们的关系图;

到了这里我们对于 构造函数、实例对象、实例原型之间的关系又有了进一步的认识。 说了这么多,终于可以介绍原型链了。

原型链

那Object.prototype 的原型呢?Object是根节点的对象,再往上查找就是null,我们可以打印:

  console.log(Object.prototype.__proto__ === null) // true
复制代码

然而 null 究竟代表了什么呢?

引用阮一峰老师的 《undefined与null的区别》 就是:

null 表示“没有对象”,即该处不应该有值。

所以 Object.prototype.proto 的值为 null 跟 Object.prototype 没有原型,其实表达了一个意思。

所以查找属性的时候查到 Object.prototype 就可以停止查找了。

我们可以将null 也加入最后的关系图中,这样就比较完整了。

上图中相互关联的原型组成的链状结构就是原型链,也就是红色的这条线

补充

最后,补充三点大家可能不会注意到的地方:

constructor

首先是constructor,我们看一个例子:

function Person() {

}

var person = new Person();
console.log(person.constructor === Person); // true
复制代码

当获取person.constructor时,其实 person 中并没有constructor 属性,当不能读取到constructor属性时,会从 person 的原型也就是 Person.prototype中读取,正好原型中有该属性,所以:

person.constructor === Person.prototype.constructor
复制代码

__proto__

其次是 proto ,绝大部分浏览器都支持这个非标准的方法访问原型,然而它并不存在于 Person.prototype 中,实际上,它是来自于 Object.prototype ,与其说是一个属性,不如说是一个 getter/setter,当使用 obj.proto 时,可以理解成返回了 Object.getPrototypeOf(obj)。

真的是继承吗?

最后是关于继承,前面我们讲到“每一个对象都会从原型‘继承’属性”,实际上,继承是一个十分具有迷惑性的说法,引用《你不知道的JavaScript》中的话,就是:

继承意味着复制操作,然而 JavaScript 默认并不会复制对象的属性,相反,JavaScript 只是在两个对象之间创建一个关联,这样,一个对象就可以通过委托访问另一个对象的属性和函数,所以与其叫继承,委托的说法反而更准确些。

参考:

深入学习JavaScript系列目录

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