zoukankan      html  css  js  c++  java
  • prototype 原型链

    一、prototype 由来

    我一直很难理解Javascript语言的继承机制,它没有"子类"和"父类"的概念,也没有"类"(class)和"实例"(instance)的区分,全靠一种很奇特的"原型链"(prototype chain)模式,来实现继承。

    如果真的是一种简易的脚本语言,其实不需要有"继承"机制。但是,Javascript里面都是对象,必须有一种机制,将所有对象联系起来。所以,Brendan Eich最后还是设计了"继承"。但是,他不打算引入"类"(class)的概念,因为一旦有了"类",Javascript就是一种完整的面向对象编程语言了,这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。
    他考虑到,C++和Java语言都使用new命令,生成实例。

    C++的写法是: 

    ClassName *object = new ClassName(param);

    Java的写法是:

    Foo foo = new Foo();

    因此,他就把new命令引入了Javascript,用来从原型对象生成一个实例对象。但是,Javascript没有"类",怎么来表示原型对象呢?
    这时,他想到C++和Java使用new命令时,都会调用"类"的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计,在Javascript语言中,new命令后面跟的不是类,而是构造函数。
    举例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型。

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

    对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。

    var dogA = new DOG('大毛');
    alert(dogA.name); //大毛

    注意构造函数中的this关键字,它就代表了新创建的实例对象。用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法
    比如,在DOG对象的构造函数中,设置一个实例对象的共有属性species。

    function DOG(name) {
        this.name = name;
        this.species = '犬科';
    }

    然后,生成两个实例对象:

    var dogA = new DOG('大毛');
    var dogB = new DOG('二毛');

    这两个对象的species属性是独立的,修改其中一个,不会影响到另一个。

    dogA.species = '猫科';
    alert(dogB.species); //显示"犬科",不受dogA的影响

    每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也是极大的资源浪费。

    考虑到这一点,Brendan Eich决定为构造函数设置一个prototype属性。

    这个属性包含一个对象(以下简称"prototype对象"),所有实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个对象里面;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面。
    实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种是引用的。

    还是以DOG构造函数为例,现在用prototype属性进行改写:

    function DOG(name) {
        this.name = name;
    }
    
    DOG.prototype = { species : '犬科' };
    var dogA = new DOG('大毛');
    var dogB = new DOG('二毛');
    alert(dogA.species); //犬科
    alert(dogB.species); //犬科

    现在,species属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。只要修改了prototype对象,就会同时影响到两个实例对象。

    DOG.prototype.species = '猫科';
    alert(dogA.species); //猫科
    alert(dogB.species); //猫科

    二、 Laruence 讲 Javascript 原型链和原型的一个误区

    之前我对Javascript的原型链中,,原型继承与标识符查找有些迷惑,如如下的代码:

    function Foo() {};
    var foo = new Foo();
    Foo.prototype.label = "laruence";
    alert(foo.label); //output: laruence
    alert(Foo.label);//output: undefined

    也就是说, 函数对象的prototype并不作用于原型链查找过程中,
    今天在firefox下发现(因为firefox通过__proto__暴露了[[prototype]]), 真正参与标识符查找的是函数对象的__proto__

    function Foo() {};
    var foo = new Foo();
    Foo.__proto__.label = "laruence";
    alert(Foo.label); //output: laruence
    alert(foo.label); //output: undefined

    而,显然的:

    function Foo() {};
    alert(Foo.__proto__ === Foo.prototype); //output: false

    另外,也解释了:

    alert(Object.forEach); //undefined
    
    Function.prototype.forEach = function(object, block, context) {
        for (var key in object) {
            if (typeof this.prototype[key] == "undefined") {
                block.call(context, object[key], key, object);
            }
        }
    };
    
    alert(Object.forEach);
    alert(Function.forEach);
    alert(Object.forEach === Function.forEach); //true

    三、new的过程

    我们先看看这样一段代码:

    <script type="text/javascript">
    var Person = function () { };
    var p = new Person();
    </script>

    很简单的一段代码,我们来看看这个new究竟做了什么?我们可以把new的过程拆分成以下三步:

    <1> var p = {}; 也就是说,初始化一个对象p。

    <2> p.__proto__ = Person.prototype;

    <3> Person.call(p); 也就是说构造p,也可以称之为初始化p。

    关键在于第二步,我们来证明一下:

    <script type="text/javascript">
    var Person = function () { };
    var p = new Person();
    alert(p.__proto__ === Person.prototype);
    </script>

    这段代码会返回true。说明我们步骤2的正确。

    __proto__是什么?

    我们在这里简单地说下。每个对象都会在其内部初始化一个属性,就是__proto__,当我们访问一个对象的属性时,如果这个对象内部不存在这个属性,那么他就会去__proto__里找这个属性,这个__proto__又会有自己的__proto__,于是就这样一直找下去,也就是我们平时所说的原型链的概念。

    按照标准,__proto__是不对外公开的,也就是说是个私有属性,但是Firefox的引擎将他暴露了出来成为了一个共有的属性,我们可以对外访问和设置。
    好,概念说清了,让我们看一下下面这些代码:

    <script type="text/javascript">
    var Person = function () { };
    Person.prototype.Say = function () {
        alert("Person say");
    }
    var p = new Person();
    p.Say();
    </script>

    这段代码很简单,相信每个人都这样写过,那就让我们看下为什么p可以访问Person的Say。

    首先var p=new Person();可以得出p.__proto__=Person.prototype。那么当我们调用p.Say()时,首先p中没有Say这个属性,于是,他就需要到他的__proto__中去找,也就是Person.prototype,而我们在上面定义了Person.prototype.Say=function(){}; 于是,就找到了这个方法。

    好,接下来,让我们看个更复杂的。

    <script type="text/javascript">
    var Person = function () { };
    Person.prototype.Say = function () {
        alert("Person say");
    }
    Person.prototype.Salary = 50000;
    
    var Programmer = function () { };
    Programmer.prototype = new Person();
    Programmer.prototype.WriteCode = function () {
        alert("programmer writes code");
    };
    Programmer.prototype.Salary = 500;
    
    var p = new Programmer();
    p.Say();
    p.WriteCode();
    alert(p.Salary);
    </script>

    我们来做这样的推导:
    var p=new Programmer()可以得出p.__proto__=Programmer.prototype;
    而在上面我们指定了Programmer.prototype=new Person();我们来这样拆分,var p1=new Person();Programmer.prototype=p1;
    那么:
    p1.__proto__=Person.prototype;
    Programmer.prototype.__proto__=Person.prototype;
    由根据上面得到p.__proto__=Programmer.prototype。可以得到p.__proto__.__proto__=Person.prototype。

    好,算清楚了之后我们来看上面的结果,p.Say()。由于p没有Say这个属性,于是去p.__proto__,也就是Programmer.prototype,也就是p1中去找,由于p1中也没有Say,那就去p.__proto__.__proto__,也就是Person.prototype中去找,于是就找到了alert(“Person say”)的方法。

    其余的也都是同样的道理。
    这也就是原型链的实现原理。

    最后,其实prototype只是一个假象,他在实现原型链中只是起到了一个辅助作用,换句话说,他只是在new的时候有着一定的价值,而原型链的本质,其实在于__proto__!

     四、prototype 实例详解

    JavaScript是基于对象的,任何元素都可以看成对象。

      例子代码 说明
    1
    Object.prototype.Property = 1;
    Object.prototype.Method = function () {
        alert(1);
    }
     
    var obj = new Object();
    alert(obj.Property);
    obj.Method();
    可以在类型上使用proptotype来为类型添加行为。这些行为只能在类型的实例上体现。

    JS中允许的类型有Array, Boolean, Date, Enumerator, Error, Function, Number, Object, RegExp, String
    2
    var obj = new Object();
    obj.prototype.Property = 1; //Error
    obj.prototype.Method = function() { //Error
        alert(1);
    }
    在实例上不能使用prototype,否则发生编译错误
    3
    Object.Property = 1;
    Object.Method = function() {
        alert(1);
    }
     
    alert(Object.Property);
    Object.Method();
    可以为类型定义“静态”的属性和方法,直接在类型上调用即可
    4
    Object.Property = 1;
    Object.Method = function() {
        alert(1);
    }
    var obj = new Object();
    alert(obj.Property); //Error
    obj.Method(); //Error
    实例不能调用类型的静态属性或方法,否则发生对象未定义的错误。
    5
    function Aclass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
    alert(1);
        }
    }
    var obj = new Aclass();
    alert(obj.Property);
    obj.Method();
    这个例子演示了通常的在JavaScript中定义一个类型的方法
    6
    function Aclass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
    alert(1);
        }
    }
    Aclass.prototype.Property2 = 2;
    Aclass.prototype.Method2 = function {
        alert(2);
    }
    var obj = new Aclass();
    alert(obj.Property2);
    obj.Method2();
    可以在外部使用prototype为自定义的类型添加属性和方法。
    7
    function Aclass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
    alert(1);
        }
    }
    Aclass.prototype.Property = 2;
    Aclass.prototype.Method = function() {
        alert(2);
    }
    var obj = new Aclass();
    alert(obj.Property);
    obj.Method();
    在外部不能通过prototype改变自定义类型的属性或方法。
     
    该例子可以看到:调用的属性和方法仍是最初定义的结果。
    8
    function Aclass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
            alert(1);
        }
    }
    var obj = new Aclass();
    obj.Property = 2;
    obj.Method = function() {
        alert(2);
    }
    alert(obj.Property);
    obj.Method();
    可以在对象上改变属性。(这个是肯定的)
     
    也可以在对象上改变方法。(和普遍的面向对象的概念不同)
    9
    function Aclass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
    alert(1);
        }
    }
    var obj = new Aclass();
    obj.Property2 = 2;
    obj.Method2 = function() {
        alert(2);
    }
    alert(obj.Property2);
    obj.Method2();
    可以在对象上增加属性或方法
    10
    function AClass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
            alert(1);
        }
    }
     
    function AClass2() {
        this.Property2 = 2;
        this.Method2 = function() {
            alert(2);
        }
    }
    AClass2.prototype = new AClass();
     
    var obj = new AClass2();
    alert(obj.Property);
    obj.Method();
    alert(obj.Property2);
    obj.Method2();
    这个例子说明了一个类型如何从另一个类型继承。
    11
     function AClass() {
        this.Property = 1;
        this.Method = function() {
            alert(1);
        }
    }
     
    function AClass2() {
        this.Property2 = 2;
        this.Method2 = function() {
            alert(2);
        }
    }
    AClass2.prototype = new AClass();
    AClass2.prototype.Property = 3;
    AClass2.prototype.Method = function() {
        alert(4);
    }
    var obj = new AClass2();
    alert(obj.Property);
    obj.Method();
    这个例子说明了子类如何重写父类的属性或方法。

     

    可见JavaScript能够实现的面向对象的特征有:

    • 公有属性(public field)
    • 公有方法(public Method)
    • 私有属性(private field)
    • 私有方法(private field)
    • 方法重载(method overload)
    • 构造函数(constructor)
    • 事件(event)
    • 单一继承(single inherit)
    • 子类重写父类的属性或方法(override)
    • 静态属性或方法(static member)

    参考:http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/06/designing_ideas_of_inheritance_mechanism_in_javascript.html
            http://hi.baidu.com/fegro/item/be0576940c77b5b083d29592
            http://blog.csdn.net/chaojie2009/article/details/6719353
            http://www.laruence.com/2010/05/13/1462.html

  • 相关阅读:
    用价值链分析软件开发及杂感
    《恰如其分的软件架构》笔记摘要
    观察者模式
    Js中Date对象
    Js中Currying的应用
    read命令
    模板方法模式
    两两交换链表中的节点
    享元模式
    Js中Array对象
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/adforce/p/3013417.html
Copyright © 2011-2022 走看看