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JS 原型详解

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本文参考于阮一峰老师的文章 1文章 2的心得

部分参考此文章

部分内容引用于此篇文章

原型链设计的初衷

众所周知,JavaScript 是 Netscape(网景)公司的 Brendan Eich 设计的,当时受 C++和 Java 的影响,JavaScript 也必须更新迭代。

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

new 运算符的缺点

但是有个问题出现了,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。

prototype 属性的引入

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

总结

由于所有的实例对象共享同一个prototype对象,那么从外界看起来,prototype对象就好像是实例对象的原型,而实例对象则好像"继承"了prototype对象一样。

原型链

在 JS 中,每个对象都有自己的原型。当我们访问对象的属性和方法时,JS 会先访问对象本身的属性和方法。如果对象本身不包含这些属性和方法,则访问对象对应的原型。

所谓的原型链,即原型链条。它是由原型、原型的原型、原型的原型的原型...这一规则组合成的,经常被应用于继承。

下面来看一个例子:

function Person(name,age){
// 对象自身的属性
this.name = name;
this.age = age;

// 对象自身的方法
this.sayName = function(){
alert(this.name);
};
}

//原型上的方法
Person.prototype.sayAge = function(){
console.log(this.age);
}

var xiaoming = new Person("XiaoMing",12);
var xiaoHong = new Person("XiaoHong",11);

// 调用自身不存在的方法
xiaoming.sayAge(); // 12
xiaoHong.sayAge(); // 11

此题的图解如下:

调用的方法是在原型上,而不是在自身的对象上

原型链的原理

原型自身也是一个对象(默认情况下所有对象都是 Object 的实例)。

console.log(xiaoming instanceof Object); // true
console.log(Person.prototype instanceof Object); // true

每个对象都有自己的原型,所以Person的原型也有它自己的原型,那就是:Object.prototype(部分浏览器允许通过实例的“__proto__”属性访问其原型)

console.log(Person.prototype.__proto__ === Object.prototype); //true

既然原型是一个对象,那么,当我们访问的属性和方法在原型不存在,就会继续访问原型的原型,直至Object.prototype

function Person(name,age){
this.name = name;
this.age = age;
this.sayName = function(){
alert(this.name);
};
}
Person.prototype.sayAge = function(){
alert(this.age)
}

// 在Object.prototype增加一个“自我介绍”的方法
Object.prototype.introduce = function(){
console.log(this.name+"My name is " + this.name + ",I'm " + this.age + " years old!")
}

var xiaoming = new Person("XiaoMing",12);
// 调用对象自身和原型上均不存在的方法
xiaoming.introduce(); // My name is XiaoMing,I'm 12 years old!

此题图解

总结

原型链是 JS 的一个特性,它实现的核心机制是:

  1. 访问对象的属性(方法)时,若对象本身不存在该属性(方法),则会转向访问该对象的原型;
  2. 对象的原型也是一个对象。访问的属性(方法)依旧不存在于该原型,则会继续访问该原型的原型...