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(这里的你可能还是懵的状态,先别管其他的,就知道原型是一层一层的就可以)。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。
也就是说,我们没有特意去给一个实例对象添加属性和方法,但是这个实例对象却有属性和方法,这是因为这个实例对象继承了定义在构造器函数(我们事先定义好的一个函数,这个函数中有属性和方法,prototype就是特殊的属性,因为特殊所以它叫原型)中的属性和方法以及prototype。
那么这种继承是怎么实现的呢?实例对象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。
理解对象的原型(可以通过Object.getPrototypeOf(obj)
或者已被弃用的__proto__
属性获得)与构造函数的prototype
属性之间的区别是很重要的。前者是每个实例上都有的属性,后者是构造函数的属性。也就是说,Object.getPrototypeOf(new Foobar())
和Foobar.prototype
指向着同一个对象。
构造函数、实例、原型(对象)、原型链到底是什么?
1、来看个例子:
创建一个构造函数Person,实例化这个Person为person1:
function Person(name, age) { // 构造函数 this.name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" // Person.prototype叫原型(对象) var person1 = new Person('zs', 18) // 实例 console.log(person1.__proto__, person1.__proto__.__proto__)
结果显示两个框中的值是一样的,就是说person1.__proto__继续上溯一层__proto__,会找到上层的__proto__,也就是 person1.__proto__.__proto__,这两个量指向的同一个对象。那么这个上溯的过程就称为原型链。
2、构造函数的prototype(原型)和实例的__proto__的关系是怎么样的呢?
function Person(name, age) { // 构造函数 this.name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) // 实例 console.log(person1.__proto__, Person.prototype)
结果如上:person1的__proto__指向的对象,就是Person的prototype(原型)指向的对象,也就是原型(对象)。
3、现在我们看个查找原型链的路径,按原型链的路径找person1.valueOf()方法:
function Person(name, age) { this. name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) console.log(person1.valueOf())
结果:
valueOf() 这个方法仅仅返回了被调用对象的值。在这个例子中发生了如下过程:
- 浏览器首先检查,
person1
对象是否具有可用的valueOf()
方法。 - 如果没有,则浏览器检查
person1
对象的原型对象(即Person
构造函数的prototype属性所指向的对象)是否具有可用的valueof()
方法。 - 如果也没有,则浏览器检查
Person()
构造函数的prototype属性所指向的对象的原型对象(这个例子指Object
构造函数的prototype属性所指向的对象)是否具有可用的valueOf()
方法。这里有这个方法,于是该方法被调用。 - 原型链一般往上回溯可以回溯到Object.prototype;Object.prototype的原型对象是null;而null的原型对象不存在!可以用Object.getPrototypeOf()方法检测一个对象的prototype
console.log(Object.getPrototypeOf(Object.prototype)); // null
来尝试获取一下null 和 undefined 的 prototype
console.log(Object.getPrototypeOf(null));//报错 Cannot convert undefined or null to object
注意:读取对象的某个属性时,js引擎会先在对象本身属性上寻找,如果找不到,那么去原型对象上找,一层一层往上"上溯",直至null.所以如果找寻某个不存在的属性,会将完整的原型链遍历一变,对性能影响较大。
我们来验证一下是不是这么去上溯的:
function Person(name, age) { this. name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) console.log(person1.__proto__, Person.prototype)
结果:
我可以得出结论,实例对象 person1的__proto__指向的就是person1的构造函数(Person)的prototype属性(Person的原型),这两个量指向的是同一个对象,在这个对象中第一层并没有valueOf()方法,所以就找不到,找不到就上溯,Person是从内置对象Object实例出来的(Person是内置对象Object的实例),因此就要继续使用Person的__proto__到Object的prototype中去找valueOf()方法。来看代码:
function Person(name, age) { this. name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) console.log(person1.__proto__, Person.prototype, Object.prototype)
结果:
这个时候,Object的prototype中有valueOf()方法,找到了!执行并打印出person1的内容:
JavaScript 中到处都是通过原型链继承的例子。比如,你可以尝试从 String
、Date
、Number
和 Array
全局对象的原型中寻找方法和属性。它们都在原型上定义了一些方法,因此当你创建一个字符串时:
var myString = 'This is my string.';
myString
立即具有了一些有用的方法,如 split()
、indexOf()
、replace()
等。
4、constructor是个什么东东??
prototype原型(对象)有一个constructor属性,默认指向prototype所在的构造函数。
function Person(name, age) { // 构造函数 this.name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) // 实例 console.log(Person.prototype.constructor === Person) // true
这段代码证明了构造函数的原型中有个constructor属性,这个属性指向构造函数!是不是又懵了?让我带你飞起来,接着看。
来个图吧,
有了这个图,是不是清楚一些了?
5、继承的实现:
prototype
属性大概是 JavaScript 中最容易混淆的名称之一。你可能会认为,this
关键字指向当前对象的原型对象,其实不是(还记得么?原型对象是一个内部对象,应当使用 __proto__
访问)。prototype
属性包含(指向)一个对象,你在这个对象中定义需要被继承的成员。
再来看,原型对象的修改:
function Person(name, age) { this. name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) Person.prototype.farewell = function() { console.log('this is farewell fn!'); } person1.farewell()
结果:
这时,我们看到,farewell已经被继承到了person1上。也就是说,旧有对象实例的可用功能被自动更新了。这证明了先前描述的原型链模型。这种继承模型下,上游对象的方法会复制到下游的对象实例中;下游对象本身虽然没有定义这些方法,但浏览器会通过上溯原型链、从上游对象中找到它们。这种继承模型提供了一个强大而可扩展的功能系统。
当然这个person1对象实例拥有了farewell方法,如果我们再实例化出来多个新的对象实例,那这些新的对象实例也都有farewell方法,这个时候如果farewell显示的一个人的姓名,那是不是所有对象实例中的姓名都一样了?但是现实中,不可能所有人都有一样的名字,不过还好,人可以按“姓”划成不同的类,所以我们可以把同一个姓的的这个属性,写在原型中,把名写在实例上,这样用一个构造函数,就能实例化出这个姓氏下的所有人的姓名:
function Person(lastName, age) { this.lastName = lastName this.age = age }; Person.prototype.firstName = 'wang' var person1 = new Person('wu', 18) var person2 = new Person('liu', 20) console.log(person1.fullName = person1.firstName + person1.lastName) console.log(person2.fullName = person2.firstName + person2.lastName)
好。“姓”这个属性,已经被person1和person2都继承到了。是不是不用每次都定义“姓”这个属性了?省了不少事。
所以我们通过构造函数生成实例化对象,本质其实就是将构造函数的prototype属性赋值给实例对象的原型(对象)。
6、instanceof ()判断对象是否为构造函数的实例
function Person(name, age) { // 构造函数 this.name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) // 实例 console.log(person1 instanceof Person) // true : person1 是Person的实例
console.log(Person.prototype.isPrototypeOf(person1)) // true : Person(构造函数)的原型是person1(实例)的原型,指向同一个对象
7、Object.getPrototypeOf() 获取一个对象的原型对象
function Person(name, age) { // 构造函数 this.name = name this.age = age }; Person.prototype.sex = "male" var person1 = new Person('zs', 18) // 实例 console.log(Object.getPrototypeOf(Person)) console.log(Object.getPrototypeOf(person1))
8、Object.setPrototypeOf():第一个参数是现有对象,第二个是原型对象;返回一个新对象
var a = { name:'apple', f:function(){ console.log('this is a test function'); } }; var b = Object.setPrototypeOf({},a); //b本身是空对象,它的原型对象是a;b能调用a的属性和方法 console.log(b); console.log(b.name);//apple b.f(); //this is a test function
9、Object.create()使用场景
有时候,我们不能拿到对象的构造函数,只能取到实例对象;比如如下生成的:
var a = { name:'apple' }; var b = Object.create(a); console.log(b); // {} console.log(b.name); //apple console.log(Object.getPrototypeOf(b)===a) // true b的原型是a
10、Object.prototype.isPrototypeOf:判断是否是某个对象的原型对象
console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(Array)); // true
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