一文徹底理解JavaScript原型與原型鏈
前言
JavaScript中有許多內(nèi)置對(duì)象，如:Object, Math, Date等。我們通常會(huì)這樣使用它們：
// 創(chuàng)建一個(gè)JavaScript Date實(shí)例 const date = new Date(); // 調(diào)用getFullYear方法，返回日期對(duì)象對(duì)應(yīng)的年份 date.getFullYear(); // 調(diào)用Date的now方法 // 返回自1970-1-1 00:00:00 UTC(世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間)至今所經(jīng)過的毫秒數(shù) Date.now()
當(dāng)然，我們也可以自己創(chuàng)建自定義對(duì)象：
function Person() {
this.name = '張三';
this.age = 18;
}
Person.prototype.say = function() {
console.log('say');
}
const person = new Person();
person.name; // 張三
person.say(); // say看到這些代碼，不知道你是否有這些疑問：
new關(guān)鍵執(zhí)行函數(shù)和普通函數(shù)執(zhí)行有什么區(qū)別嗎？- 對(duì)象的實(shí)例為什么可以調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的原型方法，它們之間有什么關(guān)系嗎？
接下來，讓我們帶著這些問題一步步深入學(xué)習(xí)。
new對(duì)函數(shù)做了什么？
當(dāng)我們使用new關(guān)鍵字執(zhí)行一個(gè)函數(shù)時(shí)，除了具有函數(shù)直接執(zhí)行的所有特性之外，new還幫我們做了如下的事情：
- 創(chuàng)建一個(gè)空的簡單
JavaScript對(duì)象(即{}) - 將空對(duì)象的
__proto__連接到(賦值為)該函數(shù)的prototype - 將函數(shù)的
this指向新創(chuàng)建的對(duì)象 - 函數(shù)中如果沒有返回對(duì)象的話，將
this作為返回值
用代碼表示大概是這樣：
// 1. 創(chuàng)建空的簡單js對(duì)象
const plainObject = {};
// 2. 將空對(duì)象的__proto__連接到該函數(shù)的prototype
plainObject.__proto__ = function.prototype;
// 3. 將函數(shù)的this指向新創(chuàng)建的對(duì)象
this = plainObject;
// 4. 返回this
return this可以看到，當(dāng)我們使用new執(zhí)行函數(shù)的時(shí)候，new會(huì)幫我們?cè)诤瘮?shù)內(nèi)部加工this，最終將this作為實(shí)例返回給我們，可以方便我們調(diào)用其中的屬性和方法。
下面，我們嘗試實(shí)現(xiàn)一下new:
function _new (Constructor, ...args) {
// const plainObject = {};
// plainObject.__proto__ = constructor.prototype;
// __proto__在有些瀏覽器中不支持，而且JavaScript也不推薦直接使用該屬性
// Object.create: 創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，使用現(xiàn)有的對(duì)象提供新創(chuàng)建的對(duì)象的__proto__
const plainObject = Object.create(Constructor.prototype);
// 將this指向新創(chuàng)建的對(duì)象
const result = Constructor.call(plainObject, ...args);
const isObject = result !== null && typeof result === 'object' || typeof result === 'function';
// 如果返回值不是對(duì)象的話，返回this(這里是plainObject)
return isObject ? result : plainObject;
}簡單用一下我們實(shí)現(xiàn)的_new方法：
function Animal (name) {
this.name = name;
this.age = 2;
}
Animal.prototype.say = function () {
console.log('say');
};
const animal = new Animal('Panda');
console.log(animal.name); // Panda
animal.say(); // say在介紹new的時(shí)候，我們提到了prototype,__proto__這些屬性。你可能會(huì)疑惑這些屬性的具體用途，別急，我們馬上進(jìn)行介紹！
原型和原型鏈
在學(xué)習(xí)原型和原型鏈之前，我們需要首先掌握以下三個(gè)屬性：
prototype: 每一個(gè)函數(shù)都有一個(gè)特殊的屬性，叫做原型(prototype)constructor: 相比于普通對(duì)象的屬性，prototype屬性本身會(huì)有一個(gè)屬性constructor，該屬性的值為prototype所在的函數(shù)__proto__: 每一個(gè)對(duì)象都有一個(gè)__proto__屬性，該屬性指向?qū)ο?實(shí)例)所屬構(gòu)造函數(shù)(類)的原型prototype
以上的解釋只針對(duì)于JavaScript語言
我們?cè)賮砜聪逻叺囊粋€(gè)例子：
function Fn () {
this.x = 100;
this.y = 200;
this.getX = function () {
console.log(this.x);
};
}
Fn.prototype.getX = function () {
console.log(this.x);
};
Fn.prototype.getY = function () {
console.log(this.y);
};
const fn = new Fn()我們畫圖來描述一下上邊代碼中實(shí)例、構(gòu)造函數(shù)、以及prototype和__proto__之間的關(guān)系：
我們?cè)賮砜匆幌?code>Function和Object以及其原型之間的關(guān)系：
由于Function和Object都是函數(shù)，因此它們的所屬類為Function，它們的__proto__都指向Function.prototype。而Function.prototype.__proto__又指向Object.prototype，所以它們既可以調(diào)用函數(shù)原型上的方法，也可以調(diào)用對(duì)象原型上的方法。
當(dāng)我們需要獲取實(shí)例上的某個(gè)屬性時(shí)：
上例中：
- 實(shí)例：
fn - 實(shí)例所屬類:
Fn
- 首先會(huì)從自身的私有屬性上進(jìn)行查找
- 如果沒有找到，會(huì)到自身的
__proto__上進(jìn)行查找，而實(shí)例的__proto__指向其所屬類的prototype,即會(huì)在類的prototype上進(jìn)行查找 - 如果還沒有找到，繼續(xù)到類的
prototype的__proto__中查找，即Object.prototype - 如果在
Object.prototype中依舊沒有找到，那么返回null
上述查找過程便形成了JavaScript中的原型鏈。
在理解了原型鏈和原型的指向關(guān)系后，我們看看以下代碼會(huì)輸出什么：
const f1 = new Fn(); const f2 = new Fn(); console.log(f1.getX === f2.getX); console.log(f1.getY === f2.getY); console.log(f1.__proto__.getY === Fn.prototype.getY); console.log(f1.__proto__.getX === f2.getX); console.log(f1.getX === Fn.prototype.getX); console.log(f1.constructor); console.log(Fn.prototype.__proto__.constructor); f1.getX(); f1.__proto__.getX(); f2.getY(); Fn.prototype.getY(); // false // true // true // false // false // Fn // Object // 100 // undefined // 200 // undefined
到這里，我們已經(jīng)初步理解了原型和原型鏈的一些相關(guān)概念，下面讓我們通過一些實(shí)際例子來應(yīng)用一下吧！
借用原型方法
在JavaScript中，我們可以通過call/bind/apply來更改函數(shù)中this指向，原型上方法的this也可以通過這些api來進(jìn)行更改。比如我們要將一個(gè)偽數(shù)組轉(zhuǎn)換為真實(shí)數(shù)組，可以這樣做：
function fn() {
return Array.prototype.slice.call(arguments)
}
fn(1,2,3) // [ 1, 2, 3]這里我們使用arguments調(diào)用了數(shù)組原型上的slice，這是怎么做到的呢？我們先簡單模擬下slice方法的實(shí)現(xiàn)：
arguments是一個(gè)類似數(shù)組的對(duì)象，有length屬性和從零開始的索引，它可以調(diào)用Object.prototype上的方法，但是不能調(diào)用Array.prototype上的方法。
Array.prototype.mySlice = function (start = 0, end = this.length) {
const array = [];
// 一般會(huì)通過Array的實(shí)例(數(shù)組)調(diào)用該方法，所以this指向調(diào)用該方法的數(shù)組
// 這里我們將this指向了arguments = {0: 1, 1: 2, 2: 3, length: 3}
for (let i = 0; i < end; i++) {
array[i] = this[i];
}
return array;
};
function fn () {
return Array.prototype.mySlice.call(arguments);
}
console.log(fn(1, 2, 3)); // [1, 2, 3]可能你想直接調(diào)用arguments.slice()方法，但是遺憾的是arguments是一個(gè)對(duì)象，不能調(diào)用數(shù)組原型上的方法。
當(dāng)我們將Array.prototype.slice方法的this指向arguments對(duì)象時(shí)，由于arguments擁有索引屬性以及length屬性，所以可以像數(shù)組一樣根據(jù)length和索引來進(jìn)行遍歷，從而相當(dāng)于用arguments調(diào)用了數(shù)組原型上的方法。
下面是另一個(gè)借用原型方法常見的例子：
Object.prototype.toString.call([1,2,3]) // [object Array]
Object.prototype.toString.call(function() {}) // [object Number]這里將Object.prototype.toString的this由對(duì)象(Object的實(shí)例)改為了數(shù)組(Array的實(shí)例)和函數(shù)(Function的實(shí)例)，相當(dāng)于為數(shù)組和函數(shù)調(diào)用了對(duì)象上的toString方法，而不是調(diào)用它們自身的toString方法。
通過借用原型方法，我們可以讓變量調(diào)用自身以及自己原型上沒有的方法，增加了代碼的靈活性，也避免了一些不必要的重復(fù)工作。
實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)之間的繼承
通過JavaScript中的原型和原型鏈，我們可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)的繼承關(guān)系。假設(shè)有如下A,B倆個(gè)構(gòu)造函數(shù)：
function A () {
this.a = 100;
}
A.prototype.getA = function () {
console.log(this.a);
};
function B () {
this.b = 200;
}
B.prototype.getB = function () {
console.log(this.b);
};方案一
這里我們可以讓B.prototype成為A的實(shí)例，那么B.prototype中就擁有了私有方法a,以及原型對(duì)象上的方法B.prototype.__proto__即A.prototype上的方法getA。最后記得要修正B.prototype的constructor屬性，因?yàn)榇藭r(shí)它變成了B.prototype.constructor，也就是B。
function A () {
this.a = 100;
}
A.prototype.getA = function () {
console.log(this.a);
};
B.prototype = new A();
B.prototype.constructor = B;
function B () {
this.b = 200;
}
B.prototype.getB = function () {
console.log(this.b);
};畫圖理解一下：
下面我們創(chuàng)建B的實(shí)例，看下是否成功繼承了A中的屬性和方法。
const b = new B();
console.log('b', b.a);
b.getA();
console.log('b', b.b);
b.getB();
// b 100
// 100
// b 200
// 200方案二
我們也可以通過將父構(gòu)造函數(shù)當(dāng)做普通函數(shù)來執(zhí)行，并通過call指定this，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)例自身屬性的繼承，然后再通過Object.create指定子構(gòu)造函數(shù)的原型對(duì)象。
function A () {
this.a = 100;
}
A.prototype.getA = function () {
console.log(this.a);
};
// 繼承原型方法
// 創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，使用一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象作為新創(chuàng)建對(duì)象的原型
B.prototype = Object.create(A.prototype);
B.prototype.constructor = B;
function B () {
// 繼承私有方法
A.call(this); // 如果有參數(shù)的話可以在這里傳入
this.b = 200;
}
B.prototype.getB = function () {
console.log(this.b);
};這里我們?cè)俅瓮ㄟ^畫圖的形式梳理一下邏輯：
下面我們創(chuàng)建B的實(shí)例，看下是否成功繼承了A中的屬性和方法。
const b = new B();
console.log('b', b.a);
b.getA();
console.log('b', b.b);
b.getB();
// b 100
// 100
// b 200
// 200class extends實(shí)現(xiàn)繼承
在es6中為開發(fā)者提供了extends關(guān)鍵字，可以很方便的實(shí)現(xiàn)類之間的繼承：
function A () {
this.a = 100;
}
A.prototype.getA = function () {
console.log(this.a);
};
// 繼承原型方法
// 創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，使用一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象作為新創(chuàng)建對(duì)象的原型
B.prototype = Object.create(A.prototype);
B.prototype.constructor = B;
function B () {
// 繼承私有方法
A.call(this); // 如果有參數(shù)的話可以在這里傳入
this.b = 200;
}
B.prototype.getB = function () {
console.log(this.b);
};下面我們創(chuàng)建B的實(shí)例，看下是否成功繼承了A中的屬性和方法。
const b = new B();
console.log('b', b.a);
b.getA();
console.log('b', b.b);
b.getB();
// b 100
// 100
// b 200
// 200大家可能會(huì)好奇class的extends關(guān)鍵字是如何實(shí)現(xiàn)繼承的呢？下面我們用babel 編譯代碼，看下其源碼中比較重要的幾個(gè)點(diǎn)：
看下這倆個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)：
值得留意的一個(gè)地方是：extends將父類的靜態(tài)方法也繼承到了子類中
class A {
constructor () {
this.a = 100;
}
getA () {
console.log(this.a);
}
}
A.say = function () {
console.log('say');
};
class B extends A {
constructor () {
// 繼承私有方法
super();
this.b = 200;
}
getB () {
console.log(this.b);
}
}
B.say(); // sayextends的實(shí)現(xiàn)類似于方案二:
apply方法更改父類this指向，繼承私有屬性Object.create繼承原型屬性Object.setPrototypeOf繼承靜態(tài)屬性
結(jié)語
理解JavaScript的原型原型鏈可能并不會(huì)直接提升你的JavaScrit編程能力，但是它可以幫助我們更好的理解JavaScript中一些知識(shí)點(diǎn)，想明白一些之前不太理解的東西。在各個(gè)流行庫或者框架中也有對(duì)于原型或原型鏈的相關(guān)應(yīng)用，學(xué)習(xí)這些知識(shí)也可以為我們閱讀框架源碼奠定一些基礎(chǔ)。
到此這篇關(guān)于一文徹底理解JavaScript原型與原型鏈的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JS原型與原型鏈內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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