JavaScript 原型概念深入理解
原型是JavaScript中一個(gè)比較難理解的概念，原型相關(guān)的屬性也比較多，對(duì)象有”[[prototype]]”屬性，函數(shù)對(duì)象有”prototype”屬性，原型對(duì)象有”constructor”屬性。
為了弄清原型，以及原型相關(guān)的這些屬性關(guān)系，就有了這篇文章。
相信通過(guò)這篇文章一定能夠清楚的認(rèn)識(shí)到原型，現(xiàn)在就開(kāi)始原型之旅吧。
認(rèn)識(shí)原型
開(kāi)始原型的介紹之前，首先來(lái)認(rèn)識(shí)一下什么是原型？
在JavaScript中，原型也是一個(gè)對(duì)象，通過(guò)原型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的屬性繼承，JavaScript的對(duì)象中都包含了一個(gè)” [[Prototype]]”內(nèi)部屬性，這個(gè)屬性所對(duì)應(yīng)的就是該對(duì)象的原型。
“[[Prototype]]”作為對(duì)象的內(nèi)部屬性，是不能被直接訪問(wèn)的。所以為了方便查看一個(gè)對(duì)象的原型，F(xiàn)irefox和Chrome中提供了”__proto__”這個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)（不是所有瀏覽器都支持）的訪問(wèn)器（ECMA引入了標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象原型訪問(wèn)器”Object.getPrototype(object)”）。
實(shí)例分析
下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)看看原型相關(guān)概念：
- function Person(name, age){
- this.name = name;
- this.age = age;
- this.getInfo = function(){
- console.log(this.name + " is " + this.age + " years old");
- };
- }
- var will = new Person("Will", 28);
在上面的代碼中，通過(guò)了Person這個(gè)構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)will對(duì)象。下面就通過(guò)will這個(gè)對(duì)象一步步展開(kāi)了解原型。
Step 1： 查看對(duì)象will的原型
通過(guò)下面代碼，可以查看對(duì)象will的原型：
- console.log(will.__proto__);
- console.log(will.constructor);
結(jié)果分析:
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“Person {}”對(duì)象就是對(duì)象will的原型，通過(guò)Chrome展開(kāi)可以看到，”Person {}”作為一個(gè)原型對(duì)象，也有”__proto__”屬性（對(duì)應(yīng)原型的原型）。
-
在這段代碼中，還用到了”constructor”屬性。在JavaScript的原型對(duì)象中，還包含一個(gè)”constructor”屬性，這個(gè)屬性對(duì)應(yīng)創(chuàng)建所有指向該原型的實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)。
-
通過(guò)”constructor”這個(gè)屬性，我們可以來(lái)判斷一個(gè)對(duì)象是不是數(shù)組類(lèi)型
function isArray(myArray) {
return myArray.constructor.toString().indexOf("Array") > -1;
} -
在這里，will對(duì)象本身并沒(méi)有”constructor”這個(gè)屬性，但是通過(guò)原型鏈查找，找到了will原型（will.__proto__）的”constructor”屬性，并得到了Person函數(shù)。
-
Step 2： 查看對(duì)象will的原型（will.__proto__）的原型
既然will的原型”Person {}”也是一個(gè)對(duì)象，那么我們就同樣可以來(lái)查看”will的原型（will.__proto__）的原型”。
運(yùn)行下面的代碼：
- console.log(will.__proto__ === Person.prototype);
- console.log(Person.prototype.__proto__);
- console.log(Person.prototype.constructor);
- console.log(Person.prototype.constructor === Person);
結(jié)果分析：
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首先看 “will.__proto__ === Person.prototype”，在JavaScript中，每個(gè)函數(shù) 都有一個(gè)prototype屬性，當(dāng)一個(gè)函數(shù)被用作構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建實(shí)例時(shí)，該函數(shù)的prototype屬性值將被作為原型賦值給所有對(duì)象實(shí)例（也就是設(shè)置 實(shí)例的__proto__屬性），也就是說(shuō)，所有實(shí)例的原型引用的是函數(shù)的prototype屬性。了解了構(gòu)造函數(shù)的prototype屬性之后，一定就明白為什么***句結(jié)果為true了。
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prototype屬性是函數(shù)對(duì)象特有的，如果不是函數(shù)對(duì)象，將不會(huì)有這樣一個(gè)屬性。
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當(dāng)通過(guò)”Person.prototype.__proto__”語(yǔ)句獲取will對(duì)象原型的原型時(shí)候，將得到”Object {}”對(duì)象，后面將會(huì)看到所有對(duì)象的原型都將追溯到”Object {}”對(duì)象。
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對(duì)于原型對(duì)象”Person.prototype”的”constructor”，根據(jù)前面的介紹，將對(duì)應(yīng)Person函數(shù)本身。
通過(guò)上面可以看到，“Person.prototype”對(duì)象和Person函數(shù)對(duì)象通過(guò)”constructor”和”prototype”屬性實(shí)現(xiàn)了相互引用（后面會(huì)有圖展示這個(gè)相互引用的關(guān)系）。
Step 3: 查看對(duì)象Object的原型
通過(guò)前一部分可以看到，will的原型的原型是”Object {}”對(duì)象。實(shí)際上在JavaScript中，所有對(duì)象的原型都將追溯到”Object {}”對(duì)象。
下面通過(guò)一段代碼看看”Object {}”對(duì)象：
- console.log(Person.prototype.__proto__ === Object.prototype);
- console.log(typeof Object);
- console.log(Object);
- console.log(Object.prototype);
- console.log(Object.prototype.__proto__);
- console.log(Object.prototype.constructor);
通過(guò)下面的代碼可以看到：
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Object對(duì)象本身是一個(gè)函數(shù)對(duì)象。
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既然是Object函數(shù)，就肯定會(huì)有prototype屬性，所以可以看到”Object.prototype”的值就是”Object {}”這個(gè)原型對(duì)象。
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反過(guò)來(lái)，當(dāng)訪問(wèn)”Object.prototype”對(duì)象的”constructor”這個(gè)屬性的時(shí)候，就得到了Obejct函數(shù)。
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另外，當(dāng)通過(guò)”Object.prototype.__proto__”獲取Object原型的原型的時(shí)候，將會(huì)得到”null”，也就是說(shuō)”Object {}”原型對(duì)象就是原型鏈的終點(diǎn)了。
Step 4: 查看對(duì)象Function的原型
在上面的例子中，Person是一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，在JavaScript中函數(shù)也是對(duì)象，所以，我們也可以通過(guò)”__proto__”屬性來(lái)查找Person函數(shù)對(duì)象的原型。
- console.log(Person.__proto__ === Function.prototype);
- console.log(Person.constructor === Function)
- console.log(typeof Function);
- console.log(Function);
- console.log(Function.prototype);
- console.log(Function.prototype.__proto__);
- console.log(Function.prototype.constructor);
結(jié)果分析 ：
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在JavaScript中有個(gè)Function對(duì)象（類(lèi)似Object），這個(gè)對(duì)象本身是個(gè)函數(shù)；所有的函數(shù)（包括Function，Object）的原型（__proto__）都是”Function.prototype”。
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Function對(duì)象作為一個(gè)函數(shù)，就會(huì)有prototype屬性，該屬性將對(duì)應(yīng)”function () {}”對(duì)象。
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Function對(duì)象作為一個(gè)對(duì)象，就有”__proto__”屬性，該屬性對(duì)應(yīng)”Function.prototype”，也就是說(shuō)，”Function.__proto__ === Function.prototype”
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對(duì)于Function的原型對(duì)象”Function.prototype”，該原型對(duì)象的”__proto__”屬性將對(duì)應(yīng)”Object {}”
對(duì)比prototype和__proto__
對(duì)于”prototype”和”__proto__”這兩個(gè)屬性有的時(shí)候可能會(huì)弄混，”Person.prototype”和”Person.__proto__”是完全不同的。
在這里對(duì)”prototype”和”__proto__”進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：
-
對(duì)于所有的對(duì)象，都有__proto__屬性，這個(gè)屬性對(duì)應(yīng)該對(duì)象的原型
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對(duì)于函數(shù)對(duì)象，除了__proto__屬性之外，還有prototype屬性，當(dāng)一個(gè)函數(shù)被用作構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建實(shí)例時(shí)，該函數(shù)的prototype屬性值將被作為原型賦值給所有對(duì)象實(shí)例（也就是設(shè)置實(shí)例的__proto__屬性）
圖解實(shí)例
通過(guò)上面結(jié)合實(shí)例的分析，相信你一定了解了原型中的很多內(nèi)容。
但是現(xiàn)在肯定對(duì)上面例子中的關(guān)系感覺(jué)很凌亂，一會(huì)兒原型，一會(huì)兒原型的原型，還有Function，Object，constructor，prototype等等關(guān)系。
現(xiàn)在就對(duì)上面的例子中分析得到的結(jié)果/關(guān)系進(jìn)行圖解，相信這張圖可以讓你豁然開(kāi)朗。
對(duì)于上圖的總結(jié)如下：
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所有的對(duì)象都有”__proto__”屬性，該屬性對(duì)應(yīng)該對(duì)象的原型
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所有的函數(shù)對(duì)象都有”prototype”屬性，該屬性的值會(huì)被賦值給該函數(shù)創(chuàng)建的對(duì)象的”__proto__”屬性
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所有的原型對(duì)象都有”constructor”屬性，該屬性對(duì)應(yīng)創(chuàng)建所有指向該原型的實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)
-
函數(shù)對(duì)象和原型對(duì)象通過(guò)”prototype”和”constructor”屬性進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)
通過(guò)原型改進(jìn)例子
在上面例子中，”getInfo”方法是構(gòu)造函數(shù)Person的一個(gè)成員，當(dāng)通過(guò)Person構(gòu)造兩個(gè)實(shí)例的時(shí)候，每個(gè)實(shí)例都會(huì)包含一個(gè)”getInfo”方法。
var will = new Person("Will", 28);
var wilber = new Person("Wilber", 27);
前面了解到，原型就是為了方便實(shí)現(xiàn)屬性的繼承，所以可以將”getInfo”方法當(dāng)作Person原型（Person.__proto__）的一個(gè)屬性，這樣所有的實(shí)例都可以通過(guò)原型繼承的方式來(lái)使用”getInfo”這個(gè)方法了。
所以對(duì)例子進(jìn)行如下修改：
- function Person(name, age){
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- Person.prototype.getInfo = function(){
- console.log(this.name + " is " + this.age + " years old");
- };
修改后的結(jié)果為：
原型鏈
因?yàn)槊總€(gè)對(duì)象和原型都有原型，對(duì)象的原型指向?qū)ο蟮母?，而父的原型又指向父的父，這種原型層層連接起來(lái)的就構(gòu)成了原型鏈。
在”理解JavaScript的作用域鏈“一文中，已經(jīng)介紹了標(biāo)識(shí)符和屬性通過(guò)作用域鏈和原型鏈的查找。
這里就繼續(xù)看一下基于原型鏈的屬性查找。
屬性查找
當(dāng)查找一個(gè)對(duì)象的屬性時(shí)，JavaScript 會(huì)向上遍歷原型鏈，直到找到給定名稱(chēng)的屬性為止，到查找到達(dá)原型鏈的頂部（也就是 “Object.prototype”）， 如果仍然沒(méi)有找到指定的屬性，就會(huì)返回 undefined。
看一個(gè)例子：
- function Person(name, age){
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- Person.prototype.MaxNumber = 9999;
- Person.__proto__.MinNumber = -9999;
- var will = new Person("Will", 28);
- console.log(will.MaxNumber);
- // 9999
- console.log(will.MinNumber);
- // undefined
在這個(gè)例子中分別給”Person.prototype “和” Person.__proto__”這兩個(gè)原型對(duì)象添加了”MaxNumber “和”MinNumber”屬性，這里就需要弄清”prototype”和”__proto__”的區(qū)別了。
“Person.prototype “對(duì)應(yīng)的就是Person構(gòu)造出來(lái)所有實(shí)例的原型，也就是說(shuō)”Person.prototype “屬于這些實(shí)例原型鏈的一部分，所以當(dāng)這些實(shí)例進(jìn)行屬性查找時(shí)候，就會(huì)引用到”Person.prototype “中的屬性。
屬性隱藏
當(dāng)通過(guò)原型鏈查找一個(gè)屬性的時(shí)候，首先查找的是對(duì)象本身的屬性，如果找不到才會(huì)繼續(xù)按照原型鏈進(jìn)行查找。
這樣一來(lái)，如果想要覆蓋原型鏈上的一些屬性，我們就可以直接在對(duì)象中引入這些屬性，達(dá)到屬性隱藏的效果。
看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
- function Person(name, age){
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- Person.prototype.getInfo = function(){
- console.log(this.name + " is " + this.age + " years old");
- };
- var will = new Person("Will", 28);
- will.getInfo = function(){
- console.log("getInfo method from will instead of prototype");
- };
- will.getInfo();
- // getInfo method from will instead of prototype
對(duì)象創(chuàng)建方式影響原型鏈
會(huì)到本文開(kāi)始的例子，will對(duì)象通過(guò)Person構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建，所以will的原型（will.__proto__）就是”Person.prototype”。
同樣，我們可以通過(guò)下面的方式創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象：
- var July = {
- name: "July",
- age: 28,
- getInfo: function(){
- console.log(this.name + " is " + this.age + " years old");
- },
- }
- console.log(July.getInfo());
當(dāng)使用這種方式創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，原型鏈就變成下圖了，July對(duì)象的原型是”Object.prototype”也就是說(shuō)對(duì)象的構(gòu)建方式會(huì)影響原型鏈的形式。
hasOwnProperty
“hasOwnProperty”是”Object.prototype”的一個(gè)方法，該方法能判斷一個(gè)對(duì)象是否包含自定義屬性而不是原型鏈上的屬性，因?yàn)?rdquo;hasOwnProperty” 是 JavaScript 中***一個(gè)處理屬性但是不查找原型鏈的函數(shù)。
相信你還記得文章最開(kāi)始的例子中，通過(guò)will我們可以訪問(wèn)”constructor”這個(gè)屬性，并得到will的構(gòu)造函數(shù)Person。這里結(jié)合”hasOwnProperty”這個(gè)函數(shù)就可以看到，will對(duì)象并沒(méi)有”constructor”這個(gè)屬性。
從下面的輸出可以看到，”constructor”是will的原型（will.__proto__）的屬性，但是通過(guò)原型鏈的查找，will對(duì)象可以發(fā)現(xiàn)并使用”constructor”屬性。
“hasOwnProperty”還有一個(gè)重要的使用場(chǎng)景，就是用來(lái)遍歷對(duì)象的屬性。
- function Person(name, age){
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- Person.prototype.getInfo = function(){
- console.log(this.name + " is " + this.age + " years old");
- };
- var will = new Person("Will", 28);
- for(var attr in will){
- console.log(attr);
- }
- // name
- // age
- // getInfo
- for(var attr in will){
- if(will.hasOwnProperty(attr)){
- console.log(attr);
- }
- }
- // name
- // age
總結(jié)
本文介紹了JavaScript中原型相關(guān)的概念，對(duì)于原型可以歸納出下面一些點(diǎn)：
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所有的對(duì)象都有”[[prototype]]”屬性（通過(guò)__proto__訪問(wèn)），該屬性對(duì)應(yīng)對(duì)象的原型
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所有的函數(shù)對(duì)象都有”prototype”屬性，該屬性的值會(huì)被賦值給該函數(shù)創(chuàng)建的對(duì)象的”__proto__”屬性
-
所有的原型對(duì)象都有”constructor”屬性，該屬性對(duì)應(yīng)創(chuàng)建所有指向該原型的實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)
-
函數(shù)對(duì)象和原型對(duì)象通過(guò)”prototype”和”constructor”屬性進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)
還有要強(qiáng)調(diào)的是文章開(kāi)始的例子，以及通過(guò)例子得到的一張”普通對(duì)象”，”函數(shù)對(duì)象”和”原型對(duì)象”之間的關(guān)系圖，當(dāng)你對(duì)原型的關(guān)系迷惑的時(shí)候，就想想這張圖（或者重畫(huà)一張當(dāng)前對(duì)象的關(guān)系圖），就可以理清這里面的復(fù)雜關(guān)系了。
通過(guò)這些介紹，相信一定可以對(duì)原型有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
