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2020面试收获 - js原型及原型链

一、前言

2020年是特殊的一年,由于疫情原因,大家都窝在家办公。而我则怀着梦想,从天津来到了北京,开启了人生的第一次跳槽。

在面试过程中,频频被原型相关知识问住,每次回答都支支吾吾。后来有家非常心仪的公司,在二面时,果不其然,又问原型了!

我痛下决心用了两天时间钻研了下原型,弄明白后发现世界都明亮了,原来这么简单 ~

有些理解还比较浅薄,随着时间的推移和理解的深入,以后还会补充。如果大家发现我理解的有问题,欢迎大家在评论中指正。话不多说,切入正题。

二、构造函数

讲原型则离不开构造函数,让我们先来认识下构造函数。

2.1 构造函数分为 实例成员 和 静态成员

让我们先来看看他们分别是什么样子的。

实例成员: 实例成员就是在构造函数内部,通过this添加的成员。实例成员只能通过实例化的对象来访问。

静态成员: 在构造函数本身上添加的成员,只能通过构造函数来访问

    function Star(name,age) {
        //实例成员
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //静态成员
    Star.sex = '女';

    let stars = new Star('小红',18);
    console.log(stars);      // Star {name: "小红", age: 18}
    console.log(stars.sex);  // undefined     实例无法访问sex属性

    console.log(Star.name); //Star     通过构造函数无法直接访问实例成员
    console.log(Star.sex);  //女       通过构造函数可直接访问静态成员
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2.2 通过构造函数创建对象

该过程也称作实例化

2.2.1 如何通过构造函数创建一个对象?

 function Father(name) {
     this.name = name;
 }
 let son = new Father('Lisa');
 console.log(son); //Father {name: "Lisa"}
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此时,son就是一个新对象。

2.2.2 new一个新对象的过程,发生了什么?

(1) 创建一个空对象 son {}
(2) 为 son 准备原型链连接 son.__proto__ = Father.prototype
(3) 重新绑定this,使构造函数的this指向新对象 Father.call(this)
(4) 为新对象属性赋值 son.name
(5) 返回this return this,此时的新对象就拥有了构造函数的方法和属性了

2.2.3 每个实例的方法是共享的吗?

这要看我们如何定义该方法了,分为两种情况。

方法1:在构造函数上直接定义方法(不共享)
    function Star() {
        this.sing = function () {
            console.log('我爱唱歌');
        }
    }
    let stu1 = new Star();
    let stu2 = new Star();
    stu1.sing();//我爱唱歌
    stu2.sing();//我爱唱歌
    console.log(stu1.sing === stu2.sing);//false
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很明显,stu1 和 stu2 指向的不是一个地方。 所以 在构造函数上通过this来添加方法的方式来生成实例,每次生成实例,都是新开辟一个内存空间存方法。这样会导致内存的极大浪费,从而影响性能。

方法2:通过原型添加方法(共享)

构造函数通过原型分配的函数,是所有对象共享的。

    function Star(name) {
        this.name = name;
    }
    Star.prototype.sing = function () {
        console.log('我爱唱歌', this.name);
    };
    let stu1 = new Star('小红');
    let stu2 = new Star('小蓝');
    stu1.sing();//我爱唱歌 小红
    stu2.sing();//我爱唱歌 小蓝
    console.log(stu1.sing === stu2.sing);//true
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2.2.4 实例的属性为基本类型是,它们是共享的吗?

属性存储的是如果存储的是基本类型,不存在共享问题,是否相同要看值内容。

    let stu1 = new Star('小红');
    let stu2 = new Star('小红');
    console.log(stu1.name === stu2.name);//true

    let stu1 = new Star('小红');
    let stu2 = new Star('小蓝');
    console.log(stu1.name === stu2.name);//false
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2.2.5 定义构造函数的规则

公共属性定义到构造函数里面,公共方法我们放到原型对象身上。

三、原型

前面我们在 实例化 和 实例共享方法 时,都提到了原型。那么现在聊聊这个神秘的原型到底是什么?

3.1 什么是原型?

Father.prototype 就是原型,它是一个对象,我们也称它为原型对象。

3.2 原型的作用是什么?

原型的作用,就是共享方法。
我们通过 Father.prototype.method 可以共享方法,不会反应开辟空间存储方法。

3.3 原型中this的指向是什么?

原型中this的指向是实例。

四、原型链

4.1 什么是原型链?

原型与原型层层相链接的过程即为原型链。

4.2 原型链应用

对象可以使用构造函数prototype原型对象的属性和方法,就是因为对象有__proto__原型的存在
每个对象都有__proto__原型的存在

function Star(name,age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Star.prototype.dance = function(){
    console.log('我在跳舞',this.name);
};
let obj = new Star('张萌',18);
console.log(obj.__proto__ === Star.prototype);//true
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4.3 原型链图

4.4 原型查找方式

例如:查找obj的dance方法

    function Star(name) {
        this.name = name;
        
        (1)首先看obj对象身上是否有dance方法,如果有,则执行对象身上的方法
        this.dance = function () {
            console.log(this.name + '1');
        }
    }
    
    (2)如果没有dance方法,就去构造函数原型对象prototype身上去查找dance这个方法。
    Star.prototype.dance = function () {
        console.log(this.name + '2');
    };
    
    (3)如果再没有dance方法,就去Object原型对象prototype身上去查找dance这个方法。
    Object.prototype.dance = function () {
        console.log(this.name + '3');
    };
    (4)如果再没有,则会报错。
    let obj = new Star('小红');
    obj.dance();
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(1)首先看obj对象身上是否有dance方法,如果有,则执行对象身上的方法。

(2)如果没有dance方法,就去构造函数原型对象prototype身上去查找dance这个方法。

(3)如果再没有dance方法,就去Object原型对象prototype身上去查找dance这个方法。

(4)如果再没有,则会报错。

4.5 原型的构造器

原型的构造器指向构造函数。

    function Star(name) {
        this.name = name;
    }
    let obj = new Star('小红');
    console.log(Star.prototype.constructor === Star);//true
    console.log(obj.__proto__.constructor === Star); //true
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4.5.1 在原型上添加方法需要注意的地方

方法1:构造函数.prototype.方法在原型对象上直接添加方法,此时的原型对象是有constructor构造器的,构造器指向构造函数本身

    function Star(name) {
        this.name = name;
    }
    Star.prototype.dance = function () {
        console.log(this.name);
    };
    let obj = new Star('小红');
    console.log(obj.__proto__);  //{dance: ƒ, constructor: ƒ}
    console.log(obj.__proto__.constructor);  // Star
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方法2:Star.prototype = {}给原型重新赋值,此时会丢失构造器,我们需要手动定义构造器,指回构造函数本身

    function Star(name) {
        this.name = name;
    }
    Star.prototype = {
        dance: function () {
            console.log(this.name);
        }
    };
    let obj = new Star('小红');
    console.log(obj.__proto__); //{dance: ƒ}
    console.log(obj.__proto__.constructor); //  ƒ Object() { [native code] }
    Star.prototype.constructor = Star;
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4.5.2 一般不允许直接改变原型prototype指向

改变原型指向,会使原生的方法都没了,所以Array、String这些内置的方法是不允许改变原型指向的。如果改变了,就会报错。

    Array.prototype.getSum = function (arr) {
        let sum = 0;
        for (let i = 0; i < this.length; ++i) {
            sum += this[i];
        }
        return sum;
    };
    let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
    console.log(arr.getSum());//45
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如果改变prototype指向,会报错!

    Array.prototype = {
        getSum: function (arr) {
            let sum = 0;
            for (let i = 0; i < this.length; ++i) {
                sum += this[i];
            }
            return sum;
        }
    };
    let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
    console.log(arr.getSum());//45
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五、继承 - ES5方法

ES6之前并没有给我们提供extends继承,我们可以通过构造函数+原型对象模拟实现继承。

继承属性,利用call改变this指向。但该方法只可以继承属性,实例不可以使用父类的方法。

    function Father(name) {
        this.name = name;
    }
    Father.prototype.dance = function () {
      console.log('I am dancing');
    };
    function Son(name, age) {
        Father.call(this, name);
        this.age = age;
    }
    let son = new Son('小红', 100);
    son.dance();   //报错
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如何继承父类的方法呢?

解决方法1:利用Son.prototype = Father.prototype改变原型指向,但此时我们给子类增加原型方法,同样会影响到父类。

    function Father(name) {
        this.name = name;
    }
    Father.prototype.dance = function () {
        console.log('I am dancing');
    };
    function Son(name, age) {
        Father.call(this, name);
        this.age = age;
    }
    Son.prototype = Father.prototype;
    //为子类添加方法
    Son.prototype.sing = function () {
        console.log('I am singing');
    };
    let son = new Son('小红', 100);
    //此时父类也被影响了
    console.log(Father.prototype) //{dance: ƒ, sing: ƒ, constructor: ƒ}
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解决方法2:子类的原型指向父类的实例,这样就可以顺着原型链共享父类的方法了。并且为子类添加原型方法的时候,不会影响父类。

    function Father(name) {
        this.name = name;
    }
    Father.prototype.dance = function () {
        console.log('I am dancing');
    };
    function Son(name, age) {
        Father.call(this, name);
        this.age = age;
    }
    Son.prototype = new Father();
    Son.prototype.sing = function () {
        console.log('I am singing');
    };
    let son = new Son('小红', 100);
    console.log(Father.prototype) //{dance: ƒ, constructor: ƒ}
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七、类

什么是类?

类的本质还是一个函数,类就是构造函数的另一种写法。

function Star(){}
console.log(typeof Star); //function

class Star {}
console.log(typeof Star); //function
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ES6中类没有变量提升

通过构造函数创建实例,是可以变量提升的。 es6中的类,必须先有类,才可以实例化。

类的所有方法都定义在类的prototype属性上面

让我们来测试一下。

    class Father{
        constructor(name){
            this.name = name;
        }
        sing(){
            return this.name;
        }
    }
    let red = new Father('小红');
    let green = new Father('小绿');
    console.log(red.sing === green.sing); //true
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向类中添加方法

通过Object.assign,在原型上追加方法。

    class Father{
        constructor(name){
            this.name = name;
        }
        sing(){
            return this.name;
        }
    }
    //在原型上追加方法
    Object.assign(Father.prototype,{
        dance(){
            return '我爱跳舞';
        }
    });
    let red = new Father('小红');
    let green = new Father('小绿');
    console.log(red.dance());//我爱跳舞
    console.log(red.dance === green.dance); //true
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constructor方法

constructor方法是类的默认方法,通过new命令生成对象实例时,自动调用该方法。一个类必须有constructor方法,如果没有显式定义,一个空的constructor方法会被默认添加。

八、继承 - ES6方法

    class Father {
        constructor(name){
            this.name = name;
        }
        dance(){
            return '我在跳舞';
        }
    }
    class Son extends Father{
        constructor(name,score){
            super(name);
            this.score = score;
        }
        sing(){
            return this.name +','+this.dance();
        }
    }
    let obj = new Son('小红',100);
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九、类和构造函数的区别

(1) 类必须使用new调用,否则会报错。这是它跟普通构造函数的一个主要区别,后者不用new也可以执行。

(2) 类的所有实例共享一个原型对象。

(3) 类的内部,默认就是严格模式,所以不需要使用use strict指定运行模式。

十、总结

构造函数特点:

1.构造函数有原型对象prototype。

2.构造函数原型对象prototype里面有constructor,指向构造函数本身。

3.构造函数可以通过原型对象添加方法。

4.构造函数创建的实例对象有__proto__原型,指向构造函数的原型对象。

类:

1.class本质还是function

2.类的所有方法都定义在类的prototype属性上

3.类创建的实例,里面也有__proto__指向类的prototype原型对象

4.新的class写法,只是让对象原型的写法更加清晰,更像面向对象编程的语法而已。

5.ES6的类其实就是语法糖。

十一、什么是语法糖

什么是语法糖?加糖后的代码功能与加糖前保持一致,糖在不改变其所在位置的语法结构的前提下,实现了运行时的等价。

语法糖没有改变语言功能,但增加了程序员的可读性。

十二、面试题分享

面试题1

Object.prototype.__proto__    //null
Function.prototype.__proto__  //Object.prototype
Object.__proto__              //Function.prototype
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讲解: 这里涉及到Function的原型问题,附一张图,这图是一个面试官发给我的,我也不知道原作者在哪里~

面试题2

给大家分享那道我被卡住的面试题,希望大家在学习完知识后,可以回顾一下。

按照如下要求实现Person 和 Student 对象
 a)Student 继承Person 
 b)Person 包含一个实例变量 name, 包含一个方法 printName
 c)Student 包含一个实例变量 score, 包含一个实例方法printScore
 d)所有Person和Student对象之间共享一个方法
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es6类写法

    class Person {
        constructor(name) {
            this.name = name;
        }
        printName() {
            console.log('This is printName');
        }
        commonMethods(){
            console.log('我是共享方法');
        }
    }

    class Student extends Person {
        constructor(name, score) {
            super(name);
            this.score = score;
        }
        printScore() {
            console.log('This is printScore');
        }
    }

    let stu = new Student('小红');
    let person = new Person('小紫');
    console.log(stu.commonMethods===person.commonMethods);//true
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原生写法

    function Person (name){
        this.name = name;
        this.printName=function() {
            console.log('This is printName');
        };
    }
    Person.prototype.commonMethods=function(){
        console.log('我是共享方法');
    };

    function Student(name, score) {
        Person.call(this,name);
        this.score = score;
        this.printScore=function() {
            console.log('This is printScore');
        }
    }
    Student.prototype = new Person();
    let person = new Person('小紫',80);
    let stu = new Student('小红',100);
    console.log(stu.printName===person.printName);//false
    console.log(stu.commonMethods===person.commonMethods);//true
复制代码