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《JavaScript 闖關(guān)記》之原型及原型鏈

cjie / 3396人閱讀

摘要:像和這樣的原生構(gòu)造函數(shù),在運(yùn)行時會自動出現(xiàn)在執(zhí)行環(huán)境中。理解原型對象在默認(rèn)情況下,所有原型對象都會自動獲得一個構(gòu)造函數(shù)屬性,這個屬性包含一個指向?qū)傩运诤瘮?shù)的指針。而通過這個構(gòu)造函數(shù),我們還可繼續(xù)為原型對象添加其他屬性和方法。

原型鏈?zhǔn)且环N機(jī)制,指的是 JavaScript 每個對象都有一個內(nèi)置的 __proto__ 屬性指向創(chuàng)建它的構(gòu)造函數(shù)的 prototype(原型)屬性。原型鏈的作用是為了實現(xiàn)對象的繼承,要理解原型鏈,需要先從函數(shù)對象constructor、new、prototype、__proto__ 這五個概念入手。

函數(shù)對象

前面講過,在 JavaScript 里,函數(shù)即對象,程序可以隨意操控它們。比如,可以把函數(shù)賦值給變量,或者作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù),也可以給它們設(shè)置屬性,甚至調(diào)用它們的方法。下面示例代碼對「普通對象」和「函數(shù)對象」進(jìn)行了區(qū)分。

普通對象:

var o1 = {};
var o2 = new Object();

函數(shù)對象:

function f1(){};
var f2 = function(){};
var f3 = new Function("str","console.log(str)");

簡單的說,凡是使用 function 關(guān)鍵字或 Function 構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的對象都是函數(shù)對象。而且,只有函數(shù)對象才擁有 prototype (原型)屬性。

constructor 構(gòu)造函數(shù)

函數(shù)還有一種用法,就是把它作為構(gòu)造函數(shù)使用。像 ObjectArray 這樣的原生構(gòu)造函數(shù),在運(yùn)行時會自動出現(xiàn)在執(zhí)行環(huán)境中。此外,也可以創(chuàng)建自定義的構(gòu)造函數(shù),從而自定義對象類型的屬性和方法。如下代碼所示:

function Person(name, age, job){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.sayName = function(){
        console.log(this.name);
    };
}

var person1 = new Person("Stone", 28, "Software Engineer");
var person2 = new Person("Sophie", 29, "English Teacher");

在這個例子中,我們創(chuàng)建了一個自定義構(gòu)造函數(shù) Person(),并通過該構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了兩個普通對象 person1person2,這兩個普通對象均包含3個屬性和1個方法。

你應(yīng)該注意到函數(shù)名 Person 使用的是大寫字母 P。按照慣例,構(gòu)造函數(shù)始終都應(yīng)該以一個大寫字母開頭,而非構(gòu)造函數(shù)則應(yīng)該以一個小寫字母開頭。這個做法借鑒自其他面向?qū)ο笳Z言,主要是為了區(qū)別于 JavaScript 中的其他函數(shù);因為構(gòu)造函數(shù)本身也是函數(shù),只不過可以用來創(chuàng)建對象而已。

new 操作符

要創(chuàng)建 Person 的新實例,必須使用 new 操作符。以這種方式調(diào)用構(gòu)造函數(shù)實際上會經(jīng)歷以下4個步驟:

創(chuàng)建一個新對象;

將構(gòu)造函數(shù)的作用域賦給新對象(因此 this 就指向了這個新對象);

執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)中的代碼(為這個新對象添加屬性);

返回新對象。

將構(gòu)造函數(shù)當(dāng)作函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)與其他函數(shù)的唯一區(qū)別,就在于調(diào)用它們的方式不同。不過,構(gòu)造函數(shù)畢竟也是函數(shù),不存在定義構(gòu)造函數(shù)的特殊語法。任何函數(shù),只要通過 new 操作符來調(diào)用,那它就可以作為構(gòu)造函數(shù);而任何函數(shù),如果不通過 new 操作符來調(diào)用,那它跟普通函數(shù)也不會有什么兩樣。例如,前面例子中定義的 Person() 函數(shù)可以通過下列任何一種方式來調(diào)用。

// 當(dāng)作構(gòu)造函數(shù)使用
var person = new Person("Stone", 28, "Software Engineer");
person.sayName(); // "Stone"

// 作為普通函數(shù)調(diào)用
Person("Sophie", 29, "English Teacher"); // 添加到 window
window.sayName(); // "Sophie"

// 在另一個對象的作用域中調(diào)用
var o = new Object();
Person.call(o, "Tommy", 3, "Baby");
o.sayName(); // "Tommy"

這個例子中的前兩行代碼展示了構(gòu)造函數(shù)的典型用法,即使用 new 操作符來創(chuàng)建一個新對象。接下來的兩行代碼展示了不使用 new 操作符調(diào)用 Person() 會出現(xiàn)什么結(jié)果,屬性和方法都被添加給 window 對象了。當(dāng)在全局作用域中調(diào)用一個函數(shù)時,this 對象總是指向 Global 對象(在瀏覽器中就是 window 對象)。因此,在調(diào)用完函數(shù)之后,可以通過 window 對象來調(diào)用 sayName() 方法,并且還返回了 "Sophie" 。最后,也可以使用 call()(或者 apply())在某個特殊對象的作用域中調(diào)用 Person() 函數(shù)。這里是在對象 o 的作用域中調(diào)用的,因此調(diào)用后 o 就擁有了所有屬性和 sayName() 方法。

構(gòu)造函數(shù)的問題

構(gòu)造函數(shù)模式雖然好用,但也并非沒有缺點。使用構(gòu)造函數(shù)的主要問題,就是每個方法都要在每個實例上重新創(chuàng)建一遍。在前面的例子中,person1person2 都有一個名為 sayName() 的方法,但那兩個方法不是同一個 Function 的實例。因為 JavaScript 中的函數(shù)是對象,因此每定義一個函數(shù),也就是實例化了一個對象。從邏輯角度講,此時的構(gòu)造函數(shù)也可以這樣定義。

function Person(name, age, job){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.sayName = new Function("console.log(this.name)"); // 與聲明函數(shù)在邏輯上是等價的
}

從這個角度上來看構(gòu)造函數(shù),更容易明白每個 Person 實例都包含一個不同的 Function 實例(sayName() 方法)。說得明白些,以這種方式創(chuàng)建函數(shù),雖然創(chuàng)建 Function 新實例的機(jī)制仍然是相同的,但是不同實例上的同名函數(shù)是不相等的,以下代碼可以證明這一點。

console.log(person1.sayName == person2.sayName);  // false

然而,創(chuàng)建兩個完成同樣任務(wù)的 Function 實例的確沒有必要;況且有 this 對象在,根本不用在執(zhí)行代碼前就把函數(shù)綁定到特定對象上面。因此,大可像下面這樣,通過把函數(shù)定義轉(zhuǎn)移到構(gòu)造函數(shù)外部來解決這個問題。

function Person(name, age, job){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.sayName = sayName;
}

function sayName(){
    console.log(this.name);
}

var person1 = new Person("Stone", 28, "Software Engineer");
var person2 = new Person("Sophie", 29, "English Teacher");

在這個例子中,我們把 sayName() 函數(shù)的定義轉(zhuǎn)移到了構(gòu)造函數(shù)外部。而在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部,我們將 sayName 屬性設(shè)置成等于全局的 sayName 函數(shù)。這樣一來,由于 sayName 包含的是一個指向函數(shù)的指針,因此 person1person2 對象就共享了在全局作用域中定義的同一個 sayName() 函數(shù)。這樣做確實解決了兩個函數(shù)做同一件事的問題,可是新問題又來了,在全局作用域中定義的函數(shù)實際上只能被某個對象調(diào)用,這讓全局作用域有點名不副實。而更讓人無法接受的是,如果對象需要定義很多方法,那么就要定義很多個全局函數(shù),于是我們這個自定義的引用類型就絲毫沒有封裝性可言了。好在,這些問題可以通過使用原型來解決。

prototype 原型

我們創(chuàng)建的每個函數(shù)都有一個 prototype(原型)屬性。使用原型的好處是可以讓所有對象實例共享它所包含的屬性和方法。換句話說,不必在構(gòu)造函數(shù)中定義對象實例的信息,而是可以將這些信息直接添加到原型中,如下面的例子所示。

function Person(){}

Person.prototype.name = "Stone";
Person.prototype.age = 28;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
    console.log(this.name);
};

var person1 = new Person();
person1.sayName();   // "Stone"

var person2 = new Person();
person2.sayName();   // "Stone"

console.log(person1.sayName == person2.sayName);  // true

在此,我們將 sayName() 方法和所有屬性直接添加到了 Personprototype 屬性中,構(gòu)造函數(shù)變成了空函數(shù)。即使如此,也仍然可以通過調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建新對象,而且新對象還會具有相同的屬性和方法。但與前面的例子不同的是,新對象的這些屬性和方法是由所有實例共享的。換句話說,person1person2 訪問的都是同一組屬性和同一個 sayName() 函數(shù)。

理解原型對象

在默認(rèn)情況下,所有原型對象都會自動獲得一個 constructor(構(gòu)造函數(shù))屬性,這個屬性包含一個指向 prototype 屬性所在函數(shù)的指針。就拿前面的例子來說,Person.prototype.constructor 指向 Person。而通過這個構(gòu)造函數(shù),我們還可繼續(xù)為原型對象添加其他屬性和方法。

雖然可以通過對象實例訪問保存在原型中的值,但卻不能通過對象實例重寫原型中的值。如果我們在實例中添加了一個屬性,而該屬性與實例原型中的一個屬性同名,那我們就在實例中創(chuàng)建該屬性,該屬性將會屏蔽原型中的那個屬性。來看下面的例子。

function Person(){}

Person.prototype.name = "Stone";
Person.prototype.age = 28;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
    console.log(this.name);
};

var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

person1.name = "Sophie";
console.log(person1.name);     // "Sophie",來自實例
console.log(person2.name);     // "Stone",來自原型

在這個例子中,person1name 被一個新值給屏蔽了。但無論訪問 person1.name 還是訪問 person2.name 都能夠正常地返回值,即分別是 "Sophie"(來自對象實例)和 "Stone"(來自原型)。當(dāng)訪問 person1.name 時,需要讀取它的值,因此就會在這個實例上搜索一個名為 name 的屬性。這個屬性確實存在,于是就返回它的值而不必再搜索原型了。當(dāng)訪問 person2. name 時,并沒有在實例上發(fā)現(xiàn)該屬性,因此就會繼續(xù)搜索原型,結(jié)果在那里找到了 name 屬性。

當(dāng)為對象實例添加一個屬性時,這個屬性就會屏蔽原型中保存的同名屬性;換句話說,添加這個屬性只會阻止我們訪問原型中的那個屬性,但不會修改那個屬性。即使將這個屬性設(shè)置為 null ,也只會在實例中設(shè)置這個屬性,而不會恢復(fù)其指向原型的連接。不過,使用 delete 操作符則可以完全刪除實例屬性,從而讓我們能夠重新訪問原型中的屬性,如下所示。

function Person(){}

Person.prototype.name = "Stone";
Person.prototype.age = 28;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
    console.log(this.name);
};

var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

person1.name = "Sophie";
console.log(person1.name);     // "Sophie",來自實例
console.log(person2.name);     // "Stone",來自原型

delete person1.name;
console.log(person1.name);     // "Stone",來自原型

在這個修改后的例子中,我們使用 delete 操作符刪除了 person1.name,之前它保存的 "Sophie" 值屏蔽了同名的原型屬性。把它刪除以后,就恢復(fù)了對原型中 name 屬性的連接。因此,接下來再調(diào)用 person1.name 時,返回的就是原型中 name 屬性的值了。

更簡單的原型語法

前面例子中每添加一個屬性和方法就要敲一遍 Person.prototype。為減少不必要的輸入,也為了從視覺上更好地封裝原型的功能,更常見的做法是用一個包含所有屬性和方法的對象字面量來重寫整個原型對象,如下面的例子所示。

function Person(){}

Person.prototype = {
    name : "Stone",
    age : 28,
    job: "Software Engineer",
    sayName : function () {
        console.log(this.name);
    }
};

在上面的代碼中,我們將 Person.prototype 設(shè)置為等于一個以對象字面量形式創(chuàng)建的新對象。最終結(jié)果相同,但有一個例外:constructor 屬性不再指向 Person 了。前面曾經(jīng)介紹過,每創(chuàng)建一個函數(shù),就會同時創(chuàng)建它的 prototype 對象,這個對象也會自動獲得 constructor 屬性。而我們在這里使用的語法,本質(zhì)上完全重寫了默認(rèn)的 prototype 對象,因此 constructor 屬性也就變成了新對象的 constructor 屬性(指向 Object 構(gòu)造函數(shù)),不再指向 Person 函數(shù)。此時,盡管 instanceof 操作符還能返回正確的結(jié)果,但通過 constructor 已經(jīng)無法確定對象的類型了,如下所示。

var friend = new Person();

console.log(friend instanceof Object);        // true
console.log(friend instanceof Person);        // true
console.log(friend.constructor === Person);    // false
console.log(friend.constructor === Object);    // true

在此,用 instanceof 操作符測試 ObjectPerson 仍然返回 true,但 constructor 屬性則等于 Object 而不等于 Person 了。如果 constructor 的值真的很重要,可以像下面這樣特意將它設(shè)置回適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

function Person(){}

Person.prototype = {
    constructor : Person,
    name : "Stone",
    age : 28,
    job: "Software Engineer",
    sayName : function () {
        console.log(this.name);
    }
};

以上代碼特意包含了一個 constructor 屬性,并將它的值設(shè)置為 Person ,從而確保了通過該屬性能夠訪問到適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

注意,以這種方式重設(shè) constructor 屬性會導(dǎo)致它的 [[Enumerable]] 特性被設(shè)置為 true。默認(rèn)情況下,原生的 constructor 屬性是不可枚舉的,因此如果你使用兼容 ECMAScript 5 的 JavaScript 引擎,可以試一試 Object.defineProperty()。

function Person(){}

Person.prototype = {
    name : "Stone",
    age : 28,
    job : "Software Engineer",
    sayName : function () {
        console.log(this.name);
    }
}; 

// 重設(shè)構(gòu)造函數(shù),只適用于 ECMAScript 5 兼容的瀏覽器
Object.defineProperty(Person.prototype, "constructor", {
    enumerable: false,
    value: Person
});
原型的動態(tài)性

由于在原型中查找值的過程是一次搜索,因此我們對原型對象所做的任何修改都能夠立即從實例上反映出來,即使是先創(chuàng)建了實例后修改原型也照樣如此。請看下面的例子。

var friend = new Person();

Person.prototype.sayHi = function(){
    console.log("hi");
};

friend.sayHi();   // "hi"(沒有問題?。?/pre>

以上代碼先創(chuàng)建了 Person 的一個實例,并將其保存在 friend 中。然后,下一條語句在 Person.prototype 中添加了一個方法 sayHi()。即使 person 實例是在添加新方法之前創(chuàng)建的,但它仍然可以訪問這個新方法。其原因可以歸結(jié)為實例與原型之間的松散連接關(guān)系。當(dāng)我們調(diào)用 friend.sayHi() 時,首先會在實例中搜索名為 sayHi 的屬性,在沒找到的情況下,會繼續(xù)搜索原型。因為實例與原型之間的連接只不過是一個指針,而非一個副本,因此就可以在原型中找到新的 sayHi 屬性并返回保存在那里的函數(shù)。

盡管可以隨時為原型添加屬性和方法,并且修改能夠立即在所有對象實例中反映出來,但如果是重寫整個原型對象,那么情況就不一樣了。我們知道,調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時會為實例添加一個指向最初原型的 [[Prototype]] 指針,而把原型修改為另外一個對象就等于切斷了構(gòu)造函數(shù)與最初原型之間的聯(lián)系。請記住:實例中的指針僅指向原型,而不指向構(gòu)造函數(shù)??聪旅娴睦?。

function Person(){}

var friend = new Person();

Person.prototype = {
    constructor: Person,
    name : "Stone",
    age : 28,
    job : "Software Engineer",
    sayName : function () {
        console.log(this.name);
    }
};

friend.sayName();   // Uncaught TypeError: friend.sayName is not a function

在這個例子中,我們先創(chuàng)建了 Person 的一個實例,然后又重寫了其原型對象。然后在調(diào)用 friend.sayName() 時發(fā)生了錯誤,因為 friend 指向的是重寫前的原型對象,其中并不包含以該名字命名的屬性。

原生對象的原型

原型的重要性不僅體現(xiàn)在創(chuàng)建自定義類型方面,就連所有原生的引用類型,都是采用這種模式創(chuàng)建的。所有原生引用類型(ObjectArray、String,等等)都在其構(gòu)造函數(shù)的原型上定義了方法。例如,在 Array.prototype 中可以找到 sort() 方法,而在 String.prototype 中可以找到 substring() 方法,如下所示。

console.log(typeof Array.prototype.sort);       // "function"
console.log(typeof String.prototype.substring); // "function"

通過原生對象的原型,不僅可以取得所有默認(rèn)方法的引用,而且也可以定義新方法??梢韵裥薷淖远x對象的原型一樣修改原生對象的原型,因此可以隨時添加方法。下面的代碼就給基本包裝類型 String 添加了一個名為 startsWith() 的方法。

String.prototype.startsWith = function (text) {
    return this.indexOf(text) === 0;
};

var msg = "Hello world!";
console.log(msg.startsWith("Hello"));   // true

這里新定義的 startsWith() 方法會在傳入的文本位于一個字符串開始時返回 true。既然方法被添加給了 String.prototype ,那么當(dāng)前環(huán)境中的所有字符串就都可以調(diào)用它。由于 msg 是字符串,而且后臺會調(diào)用 String 基本包裝函數(shù)創(chuàng)建這個字符串,因此通過 msg 就可以調(diào)用 startsWith() 方法。

盡管可以這樣做,但我們不推薦在產(chǎn)品化的程序中修改原生對象的原型。如果因某個實現(xiàn)中缺少某個方法,就在原生對象的原型中添加這個方法,那么當(dāng)在另一個支持該方法的實現(xiàn)中運(yùn)行代碼時,就可能會導(dǎo)致命名沖突。而且,這樣做也可能會意外地重寫原生方法。

原型對象的問題

原型模式也不是沒有缺點。首先,它省略了為構(gòu)造函數(shù)傳遞初始化參數(shù)這一環(huán)節(jié),結(jié)果所有實例在默認(rèn)情況下都將取得相同的屬性值。雖然這會在某種程度上帶來一些不方便,但還不是原型的最大問題。原型模式的最大問題是由其共享的本性所導(dǎo)致的。

原型中所有屬性是被很多實例共享的,這種共享對于函數(shù)非常合適。對于那些包含基本值的屬性倒也說得過去,畢竟(如前面的例子所示),通過在實例上添加一個同名屬性,可以隱藏原型中的對應(yīng)屬性。然而,對于包含引用類型值的屬性來說,問題就比較突出了。來看下面的例子。

function Person(){}

Person.prototype = {
    constructor: Person,
    name : "Stone",
    age : 28,
    job : "Software Engineer",
    friends : ["ZhangSan", "LiSi"],
    sayName : function () {
        console.log(this.name);
    }
};

var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

person1.friends.push("WangWu");

console.log(person1.friends);    // "ZhangSan,LiSi,WangWu"
console.log(person2.friends);    // "ZhangSan,LiSi,WangWu"
console.log(person1.friends === person2.friends);  // true

在此,Person.prototype 對象有一個名為 friends 的屬性,該屬性包含一個字符串?dāng)?shù)組。然后,創(chuàng)建了 Person 的兩個實例。接著,修改了 person1.friends 引用的數(shù)組,向數(shù)組中添加了一個字符串。由于 friends 數(shù)組存在于 Person.prototype 而非 person1 中,所以剛剛提到的修改也會通過 person2.friends(與 person1.friends 指向同一個數(shù)組)反映出來。假如我們的初衷就是像這樣在所有實例中共享一個數(shù)組,那么對這個結(jié)果我沒有話可說。可是,實例一般都是要有屬于自己的全部屬性的。

構(gòu)造函數(shù)和原型結(jié)合

所以,構(gòu)造函數(shù)用于定義實例屬性,而原型用于定義方法和共享的屬性。結(jié)果,每個實例都會有自己的一份實例屬性的副本,但同時又共享著對方法的引用,最大限度地節(jié)省了內(nèi)存。下面的代碼重寫了前面的例子。

function Person(name, age, job){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.friends = ["ZhangSan", "LiSi"];
}

Person.prototype = {
    constructor : Person,
    sayName : function(){
        console.log(this.name);
    }
}

var person1 = new Person("Stone", 28, "Software Engineer");
var person2 = new Person("Sophie", 29, "English Teacher");

person1.friends.push("WangWu");
console.log(person1.friends);    // "ZhangSan,LiSi,WangWu"
console.log(person2.friends);    // "ZhangSan,LiSi"
console.log(person1.friends === person2.friends);    // false
console.log(person1.sayName === person2.sayName);    // true

在這個例子中,實例屬性都是在構(gòu)造函數(shù)中定義的,而由所有實例共享的屬性 constructor 和方法 sayName() 則是在原型中定義的。而修改了 person1.friends(向其中添加一個新字符串),并不會影響到 person2.friends,因為它們分別引用了不同的數(shù)組。

這種構(gòu)造函數(shù)與原型混成的模式,是目前在 JavaScript 中使用最廣泛、認(rèn)同度最高的一種創(chuàng)建自定義類型的方法??梢哉f,這是用來定義引用類型的一種默認(rèn)模式。

__proto__

為什么在構(gòu)造函數(shù)的 prototype 中定義了屬性和方法,它的實例中就能訪問呢?

那是因為當(dāng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個新實例后,該實例的內(nèi)部將包含一個指針 __proto__,指向構(gòu)造函數(shù)的原型。Firefox、Safari 和 Chrome 的每個對象上都有這個屬性 ,而在其他瀏覽器中是完全不可見的(為了確保瀏覽器兼容性問題,不要直接使用 __proto__ 屬性,此處只為解釋原型鏈而演示)。讓我們來看下面代碼和圖片:

圖中展示了 Person 構(gòu)造函數(shù)、Person 的原型屬性以及 Person 現(xiàn)有的兩個實例之間的關(guān)系。在此,Person.prototype.constructor 指回了 PersonPerson.prototype 中除了包含 constructor 屬性之外,還包括后來添加的其他屬性。此外,要格外注意的是,雖然這兩個實例都不包含屬性和方法,但我們卻可以調(diào)用 person1.sayName()。這是因為內(nèi)部指針 __proto__ 指向 Person.prototype,而在 Person.prototype 中能找到 sayName() 方法。

我們來證實一下,__proto__ 是不是真的指向 Person.prototype 的?如下代碼所示:

function Person(){}
var person = new Person();
console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true

既然,__proto__ 確實是指向 Person.prototype,那么使用 new 操作符創(chuàng)建對象的過程可以演變?yōu)?,為實例對象?__proto__ 賦值的過程。如下代碼所示:

function Person(){}

// var person = new Person(); 
// 上一行代碼等同于以下過程 ==> 
var person = {};
person.__proto__ = Person.prototype;
Person.call(person);

這個例子中,我先創(chuàng)建了一個空對象 person,然后把 person.__proto__ 指向了 Person 的原型對象,便繼承了 Person 原型對象中的所有屬性和方法,最后又以 person 為作用域執(zhí)行了 Person 函數(shù),person 便就擁有了 Person 的所有屬性和方法。這個過程和 var person = new Person(); 完全一樣。

簡單來說,當(dāng)我們訪問一個對象的屬性時,如果這個屬性不存在,那么就會去 __proto__ 里找,這個 __proto__ 又會有自己的 __proto__,于是就這樣一直找下去,直到找到為止。在找不到的情況下,搜索過程總是要一環(huán)一環(huán)地前行到原型鏈末端才會停下來。

原型鏈

JavaScript 中描述了原型鏈的概念,并將原型鏈作為實現(xiàn)繼承的主要方法。其基本思想是利用原型讓一個引用類型繼承另一個引用類型的屬性和方法。簡單回顧一下構(gòu)造函數(shù)、原型和實例的關(guān)系:每個構(gòu)造函數(shù)都有一個原型對象,原型對象都包含一個指向構(gòu)造函數(shù)的指針,而實例都包含一個指向原型對象的內(nèi)部指針。如下圖所示:(圖源:segmentfault.com,作者:manxisuo)

那么,假如我們讓原型對象等于另一個類型的實例,結(jié)果會怎么樣呢?顯然,此時的原型對象將包含一個指向另一個原型的指針,相應(yīng)地,另一個原型中也包含著一個指向另一個構(gòu)造函數(shù)的指針。假如另一個原型又是另一個類型的實例,那么上述關(guān)系依然成立,如此層層遞進(jìn),就構(gòu)成了實例與原型的鏈條。這就是所謂原型鏈的基本概念。

上面這段話比較繞口,代碼更容易理解,讓我們來看看實現(xiàn)原型鏈的基本模式。如下代碼所示:

function Father(){
    this.value = true;
}
Father.prototype.getValue = function(){
    return this.value;
};

function Son(){
    this.value2 = false;
}

// 繼承了 Father
Son.prototype = new Father();

Son.prototype.getValue2 = function (){
    return this.value2;
};

var son = new Son();
console.log(son.getValue());  // true

以上代碼定義了兩個類型:FatherSon。每個類型分別有一個屬性和一個方法。它們的主要區(qū)別是 Son 繼承了 Father,而繼承是通過創(chuàng)建 Father 的實例,并將該實例賦給 Son.prototype 實現(xiàn)的。實現(xiàn)的本質(zhì)是重寫原型對象,代之以一個新類型的實例。換句話說,原來存在于 Father 的實例中的所有屬性和方法,現(xiàn)在也存在于 Son.prototype 中了。在確立了繼承關(guān)系之后,我們給 Son.prototype 添加了一個方法,這樣就在繼承了 Father 的屬性和方法的基礎(chǔ)上又添加了一個新方法。

我們再用 __proto__ 重寫上面代碼,更便于大家的理解:

function Father(){
    this.value = true;
}
Father.prototype.getValue = function(){
    return this.value;
};

function Son(){
    this.value2 = false;
}

// 繼承了 Father
// Son.prototype = new Father(); ==>
Son.prototype = {};
Son.prototype.__proto__ = Father.prototype;
Father.call(Son.prototype);

Son.prototype.getValue2 = function (){
    return this.value2;
};

// var son = new Son(); ==>
var son = {};
son.__proto__ = Son.prototype;
Son.call(son);

console.log(son.getValue()); // true
console.log(son.getValue === son.__proto__.__proto__.getValue); // true 

從以上代碼可以看出,實例 son 調(diào)用 getValue() 方法,實際是經(jīng)過了 son.__proto__.__proto__.getValue 的過程的,其中 son.__proto__ 等于 Son.prototype,而 Son.prototype.__proto__ 又等于 Father.prototype,所以 son.__proto__.__proto__.getValue 其實就是 Father.prototype.getValue。

事實上,前面例子中展示的原型鏈還少一環(huán)。我們知道,所有引用類型默然都繼承了 Obeject,而這個繼承也是通過原型鏈實現(xiàn)的。大家要記住,所有函數(shù)的默認(rèn)原型都是 Object 的實例,因此默認(rèn)原型都會包含一個內(nèi)部指針 __proto__,指向 Object.prototype。這也正是所有自定義類型都會繼承 toString()、valueOf() 等默認(rèn)方法的根本原因。

下圖展示了原型鏈實現(xiàn)繼承的全部過程。(圖源:segmentfault.com,作者:manxisuo)

上圖中,pprototype 屬性,[p]__proto__ 指對象的原型,[p] 形成的鏈(虛線部分)就是原型鏈。從圖中可以得出以下信息:

Object.prototype 是頂級對象,所有對象都繼承自它。

Object.prototype.__proto__ === null ,說明原型鏈到 Object.prototype 終止。

Function.__proto__ 指向 Function.prototype

關(guān)卡

根據(jù)描述寫出對應(yīng)的代碼。

// 挑戰(zhàn)一
// 1.定義一個構(gòu)造函數(shù) Animal,它有一個 name 屬性,以及一個 eat() 原型方法。
// 2.eat() 的方法體為:console.log(this.name + " is eating something.")。
// 3.new 一個 Animal 的實例 tiger,然后調(diào)用 eat() 方法。
// 4.用 __proto__ 模擬 new Animal() 的過程,然后調(diào)用 eat() 方法。

var Animal = function(name){
    // 待補(bǔ)充的代碼
};

var tiger = new Animal("tiger");
// 待補(bǔ)充的代碼

var tiger2 = {};
// 待補(bǔ)充的代碼
// 挑戰(zhàn)二
// 1.定義一個構(gòu)造函數(shù) Bird,它繼承自 Animal,它有一個 name 屬性,以及一個 fly() 原型方法。
// 2.fly() 的方法體為:console.log(this.name + " want to fly higher.");。
// 3.new 一個 Bird 的實例 pigeon,然后調(diào)用 eat() 和 fly() 方法。
// 4.用 __proto__ 模擬 new Bird() 的過程,然后用代碼解釋 pigeon2 為何能調(diào)用 eat() 方法。

var Bird = function(name){
      // 待補(bǔ)充的代碼
}

var pigeon = new Bird("pigeon");
// 待補(bǔ)充的代碼

var pigeon2 = {};
// 待補(bǔ)充的代碼
// 挑戰(zhàn)三
// 1.定義一個構(gòu)造函數(shù) Swallow,它繼承自 Bird,它有一個 name 屬性,以及一個 nesting() 原型方法。
// 2.nesting() 的方法體為:console.log(this.name + " is nesting now.");。
// 3.new 一個 Swallow 的實例 yanzi,然后調(diào)用 eat()、fly() 和 nesting() 方法。
// 4.用 __proto__ 模擬 new Swallow() 的過程,然后用代碼解釋 yanzi2 為何能調(diào)用 eat() 方法。

var Swallow = function(name){
      // 待補(bǔ)充的代碼
}

var yanzi = new Swallow("yanzi");
// 待補(bǔ)充的代碼

var yanzi2 = {};
// 待補(bǔ)充的代碼
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